EN
Rõ ràng rằng Hệ thống Ngăn ngừa Sự phát triển của Sinh vật Biển (MGPS) được sử dụng để cải thiện hiệu suất và tuổi thọ hoạt động của các cấu trúc biển như tàu thuyền và công trình ngoài khơi, giúp ngăn chặn sự bám bẩn sinh học. Sự bám bẩn sinh học đề cập đến việc sinh vật biển phát triển trên các bề mặt ngập nước như phần vỏ tàu, dẫn đến tăng sức cản thủy động lực và ăn mòn. Một thiết kế MGPS tốt có các loại anôt cụ thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau trong hệ thống. Ở đây, các nhiệm vụ chính của anôt Đồng (Cu) và Nhôm (Al) được xác định và phân tích dựa trên đóng góp của chúng vào việc tối ưu hóa MGPS.
Các chức năng chính của Anôt Cu/Al
Anôt Cu: Ion Đồng như một phương tiện để ngăn chặn sự phát triển trong biển
Các anot đồng luôn được sử dụng rộng rãi trong công nghệ MGPS chủ yếu nhờ khả năng ngăn ngừa sự phát triển của sinh vật biển. Trong trường hợp kích hoạt anot đồng, các ion đồng có mặt trong nước bao quanh cấu trúc trong nước biển. Chúng cực kỳ nguy hiểm đối với các sinh vật biển như tảo, sò điệp và hàu, gây ra hiện tượng bám bẩn sinh học trên hầu hết các tàu thuyền.
Việc giải phóng các ion đồng tạo ra điều kiện không phù hợp cho sự phát triển của các vi sinh vật này - nghĩa là chúng không thể dễ dàng tìm điểm neo đậu và bắt đầu phát triển trên các bề mặt chìm trong nước. Sự giải phóng ion liên tục này giúp duy trì tính toàn vẹn của lớp bảo vệ từ thời điểm ứng dụng. Ngoài ra, nồng độ các ion đồng được kiểm soát chính xác để loại bỏ mọi lo ngại về môi trường trong khi vẫn cung cấp hiệu suất chống bám bẩn sinh học cùng lúc.
Những lợi ích chính của việc sử dụng anot đồng bao gồm:
• Phòng ngừa sinh vật bám hiệu quả: Kiểm soát ô nhiễm đồng liên tục giải phóng ion, từ đó đẩy lùi tất cả các dạng sinh vật biển, do đó, thân tàu và máy móc sạch hơn.
• Giảm chi phí bảo trì: Tác động môi trường của việc có tỷ lệ sinh vật bám thấp hơn là giảm chuỗi làm sạch và do đó chi phí bảo trì thấp hơn trong vòng đời của tàu.
• Tăng hiệu quả nhiên liệu: Một bề mặt trơn tru của thân tàu có nghĩa là ít lực cản hơn và do đó hiệu suất tổng thể cao hơn và chi phí vận hành hợp lý.
Cực Anode Al: Tăng cường bảo vệ điện hóa trong nước biển
Các anôt nhôm hoạt động theo cách khác nhau mặc dù chúng là các thành phần quan trọng của hệ thống MGPS. Trong khi các anôt đồng (Cu) hoạt động bằng cách cản trở sự bám dính của sinh vật biển, các anôt nhôm (Al) cung cấp bảo vệ điện hóa mạnh mẽ chống lại sự ăn mòn. Trong nước biển, sự kết hợp của các kim loại khác nhau có thể bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn galvanic, trong đó loại kim loại phản ứng hơn sẽ bị bào mòn nhanh hơn. Các anôt nhôm hoạt động theo cách cho phép cấu trúc bị ăn mòn trong khi các phần quan trọng hơn của tàu hoặc cấu trúc ngoài khơi được bảo vệ.
Nếu được tích hợp vào hệ thống MGPS, các anôt nhôm tạo ra kết nối galvanic với kim loại được bảo vệ, cung cấp các electron trung hòa các quá trình điện hóa dẫn đến sự ăn mòn. Tính chất hy sinh này đảm bảo rằng các anôt nhôm sẽ tan rã thay vì các cấu trúc kim loại chính trên bề mặt.
Những lợi ích chính của việc sử dụng anôt nhôm bao gồm:
• Tăng cường bảo vệ ăn mòn: Cung cấp bảo vệ cathodic tốt hơn trong nước biển để giúp tăng tuổi thọ của tàu và tất cả các bộ phận bên trong.
• Giải pháp tiết kiệm chi phí: Mặc dù các anôt nhôm tự nhiên sẽ hòa tan theo thời gian và do đó cần phải thay thế định kỳ, lượng tổn thất do ăn mòn được ngăn chặn dễ dàng bù đắp cho chi phí của các anôt nhôm.
• Lắp đặt và bảo trì đơn giản: Các anôt nhôm có thể được tích hợp và thu hồi một cách dễ dàng, làm cho việc đưa chúng vào quy trình bảo trì liên tục trở nên khả thi.
Ứng dụng của các anôt Cu và Al để nâng cao hiệu quả tối đa của hệ thống MGPS
Để tăng hiệu quả của hệ thống MGPS, các anôt Cu và Al có thể được sử dụng chọn lọc. Theo cách này, cả tàu thuyền và cấu trúc ngoài khơi đều có thể được đánh giá để cung cấp giải pháp chống dính sinh học và bảo vệ ăn mòn toàn diện. Một cách tiếp cận tổng hợp như vậy là rất quan trọng để đảm bảo rằng các hệ thống luôn sẵn sàng hoạt động và yêu cầu sửa chữa là tối thiểu hoặc không có.
Ví dụ:
• Bảo vệ vỏ tàu: Bằng cách sử dụng điện cực Cu cho bề mặt vỏ tàu, việc bám vào của các sinh vật gây tắc nghẽn sinh học không dễ dàng xảy ra, do đó giữ được đáy tàu mượt mà và cải thiện hiệu suất nhiên liệu.
• Các bộ phận quan trọng: Điện cực Al được đặt khéo léo gần những khu vực có độ dễ bị tổn thương cao hơn như tuabin cũng như các thành phần kim loại khác để đảm bảo rằng những phần quan trọng nhất không bị ăn mòn.
Hơn nữa, thiết kế và ứng dụng của các điện cực này cần phải tiếp tục thay đổi theo sự biến động của các thông số đại dương học để đảm bảo hiệu quả liên tục.
Phần kết luận
Đã được xác lập rằng hiệu suất và tính kinh tế của các cấu trúc hàng hải liên quan đến tuổi thọ sử dụng có thể đạt mức lý tưởng bằng cách chọn các anôt phù hợp cho Hệ thống Phòng Ngừa Sự Phát Triển Hàng Hải. Các anôt Cu được biết đến với khả năng ngăn ngừa sự phát triển hàng hải bằng cách giải phóng ion đồng trong khi các anôt Al cung cấp sự bảo vệ điện hóa và giảm ăn mòn. Bằng cách kết hợp thích hợp các anôt này, có thể phòng ngừa hiệu quả cả sự bám sinh vật (biofouling) và ăn mòn, giúp các phương tiện và cấu trúc hàng hải duy trì trạng thái tốt trong một thời gian khá dài.
Việc áp dụng có kế hoạch các anôt Cu và Al trong MGPS cho thấy sự cần thiết phải xem xét nguyên lý hoạt động và phương pháp sử dụng để kết hợp chúng. Kỹ thuật này không chỉ bảo vệ tài sản hàng hải mà còn cải thiện cách thức thực hiện các hoạt động trong ngành công nghiệp hàng hải, đạt được việc sử dụng bền vững và kinh tế của các ngành công nghiệp hàng hải.