EN
Rõ ràng là Hệ thống ngăn ngừa tăng trưởng biển (MGPS) được sử dụng để nâng cao hiệu suất và tuổi thọ hoạt động của các công trình biển như tàu và các công trình ngoài khơi, vốn cản trở hiện tượng bám bẩn sinh học. Bám bẩn sinh học là sự phát triển của các sinh vật biển trên các bề mặt ngập nước như thân tàu, và làm tăng khả năng chống chịu thủy động lực học và ăn mòn. Một thiết kế MGPS tốt có các loại anode cụ thể được sử dụng cho các mục đích sử dụng khác nhau trong hệ thống. Ở đây, các nhiệm vụ chính của anode Đồng (Cu) và Nhôm (Al) được xác định và phân tích liên quan đến sự đóng góp của chúng vào việc tối ưu hóa MGPS.
Chức năng chính của Anode Cu/Al
Anode Cu: Ion đồng như một phương tiện ngăn chặn sự phát triển trong biển
Anode đồng luôn được sử dụng rộng rãi trong công nghệ MGPS chủ yếu là do khả năng ngăn chặn sự phát triển của sinh vật biển. Trong trường hợp kích hoạt anode Cu, các ion đồng có sẵn trong nước bao quanh cấu trúc bên trong nước biển. Chúng có khả năng gây tử vong cao đối với các sinh vật biển như tảo, hàu và trai gây ra hiện tượng sinh học trên hầu hết các tàu.
Việc giải phóng các ion đồng tạo ra một điều kiện không phù hợp cho sự phát triển của các vi sinh vật như vậy – nghĩa là chúng không thể dễ dàng tìm thấy nơi neo đậu và bắt đầu phát triển trên các bề mặt ngập trong nước. Việc giải phóng ion liên tục này giúp duy trì tính toàn vẹn của lớp bảo vệ liên tục từ thời điểm áp dụng. Ngoài ra, nồng độ các ion đồng được điều chỉnh một cách chính xác để loại bỏ mọi mối lo ngại về môi trường trong khi vẫn cung cấp hiệu suất chống bám bẩn sinh học cùng một lúc.
Những lợi ích chính của việc sử dụng anot Cu bao gồm:
• Phòng ngừa bám bẩn sinh học hiệu quả: Kiểm soát ô nhiễm đồng liên tục giải phóng các ion, do đó đẩy lùi mọi dạng sống dưới biển, giúp thân tàu và máy móc sạch hơn.
• Giảm chi phí bảo trì: Tác động môi trường của việc sở hữu tỷ lệ bám bẩn sinh học thấp hơn là giảm nhu cầu làm sạch chuỗi và do đó giảm chi phí bảo trì trong suốt vòng đời của tàu.
• Nâng cao hiệu quả nhiên liệu: Bề mặt thân tàu nhẵn hơn có nghĩa là lực cản ít hơn và do đó hiệu quả tổng thể cao hơn và chi phí vận hành phải chăng hơn.
Anode Al: Tăng cường bảo vệ điện hóa trong nước biển
Các anode nhôm hoạt động theo một cách khác mặc dù chúng là thành phần quan trọng của MGPS. Trong khi anode Cu hoạt động trên trở kháng của sự bám dính của các sinh vật biển, anode Al cung cấp CP mạnh mẽ chống lại sự ăn mòn. Trong nước biển, hỗn hợp các kim loại khác nhau có thể gây ra thường bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn điện hóa, trong đó loại phản ứng mạnh hơn bị xói mòn nhanh hơn. Anode Al hoạt động theo cách cho phép cấu trúc bị ăn mòn trong khi các bộ phận quan trọng hơn của tàu hoặc cấu trúc ngoài khơi được bảo vệ.
Nếu được tích hợp vào hệ thống MGPS, các anode Al tạo ra kết nối galvanic với kim loại được bảo vệ, cung cấp các electron trung hòa các quá trình điện hóa dẫn đến ăn mòn. Bản chất hy sinh này là sự hòa tan được đảm bảo của các anode Al thay vì các cấu trúc kim loại chính có trên bề mặt.
Những lợi ích chính của việc sử dụng anot Al bao gồm:
• Tăng cường khả năng chống ăn mòn: Cung cấp khả năng bảo vệ catốt tốt hơn trong nước biển giúp tăng tuổi thọ của tàu và tất cả các bộ phận bên trong.
• Giải pháp tiết kiệm chi phí: Mặc dù anot Al tự nhiên bị hòa tan theo thời gian và do đó phải được thay thế định kỳ, nhưng lượng tổn thất do ăn mòn được ngăn ngừa dễ dàng vượt xa chi phí của anot Al.
• Lắp đặt và bảo trì đơn giản: Có thể dễ dàng lắp ráp và tháo rời anot nhôm, do đó có thể đưa vào các quy trình bảo trì liên tục.
Ứng dụng anot Cu và Al để nâng cao hiệu suất của MGPS lên mức tối ưu
Để tăng hiệu quả MGPS, có thể sử dụng anot định mức của Cu và Al một cách có chọn lọc. Theo cách này, cả tàu và các cấu trúc ngoài khơi đều có thể được đánh giá để cung cấp khả năng chống bám bẩn sinh học và chống ăn mòn theo tình huống. Một cách tiếp cận tổng hợp như vậy rất quan trọng để đảm bảo rằng các hệ thống luôn sẵn sàng hoạt động và hầu như không cần sửa chữa.
Ví dụ:
• Bảo vệ thân tàu: Bằng cách sử dụng anot Cu cho bề mặt thân tàu, hiện tượng lắng đọng của các sinh vật bám bẩn sẽ không dễ xảy ra, do đó đáy tàu phẳng và hiệu quả nhiên liệu được cải thiện.
• Các thành phần quan trọng: Các anot nhôm được đặt khéo léo gần các khu vực dễ bị tổn thương hơn như cánh quạt cũng như các thành phần kim loại khác để những bộ phận quan trọng nhất này không bị ăn mòn.
Hơn nữa, thiết kế và ứng dụng của các anot này phải liên tục thay đổi theo các thông số hải dương học để đảm bảo hiệu quả liên tục.
Kết luận
Người ta đã xác định rằng hiệu suất và hiệu quả về chi phí của các công trình biển liên quan đến tuổi thọ sử dụng của chúng có thể lý tưởng bằng cách chọn anode thích hợp cho Hệ thống ngăn ngừa sự phát triển của sinh vật biển. Anode Cu được biết đến với khả năng ngăn ngừa sự phát triển của sinh vật biển bằng cách rửa trôi các ion đồng trong khi anode Al cung cấp khả năng bảo vệ điện hóa và giảm thiểu ăn mòn. Bằng cách kết hợp thích hợp các anode này, có thể ngăn ngừa hiệu quả cả tình trạng bám bẩn sinh học và ăn mòn để các tàu và công trình biển luôn trong tình trạng tốt trong một thời gian khá dài.
Ứng dụng theo kế hoạch của anode Cu và Al trong MGPS cho thấy sự cần thiết phải xem xét nguyên lý hoạt động của chúng và sử dụng các phương pháp để kết hợp chúng. Kỹ thuật này không chỉ bảo tồn tài sản hàng hải mà còn cải thiện cách thức hoạt động trong ngành hàng hải, đạt được mục tiêu sử dụng bền vững và tiết kiệm các ngành hàng hải.