Saturday, June 30, 2012

Hull, Bottom & Tank Corrosion Protection (၂)

ICCP ဆိုတဲ႔ Impressed Current Cathodic Protection System အေၿခခံအလုပ္လုပ္ပံုဟာ၊ Sacrificial Anode Protection System အေၿခခံအလုပ္လုပ္ပံုနဲ႔ ဆင္တူပါတယ္။ vulnerable material ဆိုတဲ႔ electrons ေတြပိုမိုထုတ္ေပးမယ္႔၊ သတၱဳတမၽိဳးကိုအသံုးၿပဳကာ၊ အၿခားသတၱဳတခုသို႔ reverse direction အေနနဲ႔ စီးဆင္းေစၿပီး၊ corrosion rate ကိုေလၽွာ႔ခၽတာၿဖစ္ပါတယ္။


တနည္းအားၿဖင္႔ vulnerable material တခုခုကို၊ galvanic anode အေနနဲ႔အသံုးၿပဳကာ၊ ၿပင္ပမွ DC current ကို anodes အတြင္းေပးသြင္းၿပီး၊ protective current ထုတ္ယူၿခင္းလို႔ဆိုနိင္ပါတယ္။ ေယဘုယၽ အားၿဖင္႔ graphite, silicon iron, lead alloy နဲ႔ platinised metals ေတြကို၊ galvanic anode အၿဖစ္ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ 

Fig. Anodic reaction

M ဟာ၊ metal ရဲ႕ atomic symbol ၿဖစ္ၿပီး၊ n ကေတာ႔၊ reaction မွာၿဖစ္ေပါါလာမယ္႔၊ electron အရည္ အတြက္ ၿဖစ္ပါတယ္။ 'Anodic reaction' အရ၊ steel surface မွာ excess flow အေနနဲ႔ electrons ေတြ ကို ပိုမိုစီးဆင္းေစမယ္ဆိုရင္၊ steel ရဲ႕ cathodic polarization ကၽဆင္းသြားမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။ ICCP system ဟာ၊ conductive electrolyte တခုခုအတြင္းမွာေပါါေပါက္လာမယ္႔၊ metal ရဲ႕ open circuit potential လို႔ေခါါတဲ႔ unique corrosion potential ကို၊ ၿပင္ပမွ electric current ေပးသြင္းကာ၊ fixed value အေနနဲ႔ ထိမ္းညိွထားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ potential ကို fixed အေနနဲ႔ controlled လုပ္ထားတဲ႔အခါ၊ metal မွာ 'anodic dissolution' မေပါါေပါက္နိဳင္ေတာ႔အတြက္၊ sacrificial anodes ေတြလို၊ စားသြားၿခင္း မရိွေတာ႔သလို၊ corrosion ကိုလည္းေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ပါတယ္။ 


Fig. Basic ICCP system

ICCP system မွာ အဓိကပါဝင္တဲ႔အစိတ္အပိုင္းေတြကေတာ႔၊ power supply, AC signal ကို DC signal အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲေပးမယ္႔၊ transformer-rectifier, anode, reference electrodes နဲ႔ dielectric shield တို႔ပဲၿဖစ္ပါတယ္။ dielectric shield ဟာ anode နဲ႔ hull plate တို႔ကို၊ short current အေနနဲ႔စီးဆင္း မသြားေစဖို႔ တားဆီးေပးပါတယ္။ အသံုးၿပဳတဲ႔၊ vulnerable material ဆိုတဲ႔ anodes ေတြဟာ၊ corrosion resistance ရိွတဲ႔၊ anodes ေတြၿဖစ္သလို၊ low resistance current flow anodes ေတြလည္း ၿဖစ္ပါတယ္။ ICCP anodes ေတြ အၿဖစ္၊ solid platinum anodes, platinum coated titanium anodes နဲ႔ platinized niobium anodes ေတြကို၊ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။

ICCP system ဟာ၊ power supply operating range ေပါါမူတည္ၿပီး၊ protective current ပမာဏ အမၽားအၿပား ရနိဳင္သလို၊ anodes အသစ္ေတြနဲ႔ လွဲလွယ္အစားထိုးဖို႔၊ မလိုတဲ႔ protection system လည္း ၿဖစ္ပါတယ္။ anode အရည္အတြက္အနည္းငယ္သာ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ အတြက္၊
သေဘ္ာရဲ႕ hull drag နဲ႔ fuel consumption အေၿပာင္းအလဲမရိွေတာ႔ေပမယ္႔၊ စတင္တတ္ဆင္တဲ႔အခါ၊ initial cost ၿမင္႔မားတဲ႔ corrosion protection system ၿဖစ္ပါတယ္။

အပူပိုင္းဇံုလို႔ေခါါတဲ႔ tropical area မွာသြားလာဖို႔အတြက္ ရည္ရြယ္တည္ေဆာက္တာမဟုတ္ပဲ၊ cooled region ဆိုတဲ႔၊ အေအးပိုင္းေဒသေတြ အပါအဝင္ ေနရာအနံွ႔သြားလာဖို႔၊ ရည္ရြယ္တည္ေဆာက္တဲ႔ သေဘ္ာေတြမွာ၊ inboard stern tube bearing cooling system အတြက္၊ sea water ကိုမသံုးပဲ၊ lubricating oil ကိုအသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ stern tube bearing lubricating oil ဟာ သေဘ္ာရဲ႕ hull နဲ႔ propeller shaft ႀကားမွာ၊ electrical insulator အေနနဲ႔တည္ရိွေနပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ inboard နဲ႔ outboard stern tube bearings ေတြ ဟာ၊ non-metallic bearings ေတြၿဖစ္ခဲ႔ရင္ hull နဲ႔ propeller shaft ႀကားမွာ၊ insulator အေနနဲ႔ရိွေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။ 


 Fig. Propeller shaft/ Tail shaft corrosion


Fig. Propeller blade cavitation corrosion


Fig. Propeller blade galvanic corrosion

propeller shaft လည္ပတ္မွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ static electricity ေႀကာင္႔၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွာ၊ electrical potential ၿဖစ္ေပါါ လာၿပီး၊ hull နဲ႔ propeller blade, propeller boss နဲ႔ propeller shaft/ tail shaft metal ေတြကို corrosion ၿဖစ္ေစနိဳင္ပါတယ္။ propeller လည္ပတ္မွဳမွ တဆင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ 'cavitation' ေႀကာင္႔၊ propeller blade ေတြ propeller boss ေတြပၽက္စီးသလို၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွ၊ electrical potential ေႀကာင္႔လည္း propeller blades နဲ႔ boss မွာ corrosion ၿဖစ္ကာ ပၽက္စီးတာကိုေတြ႔ရပါတယ္။ 

အေႀကာင္းတခုခုေႀကာင္႔ stern tube bearing seal damage ၿဖစ္ကာ၊ lubricating oil နဲ႔ ပင္လယ္ေရေရေနွာသြားတဲ႔အခါ၊ shaft နဲ႔ hull ႀကားမွာ၊ ၿမင္႔မားတဲ႔ heavy current flow ၿဖစ္ေပါါတတ္ သလို၊ current flow ေႀကာင္႔ bearing မွာ နက္ရိွဳင္းတဲ႔ deep pitting ေတြေပါါေပါက္ တတ္ပါတယ္။ main engine နဲ႕ intermediate shaft ရဲ႕ plumber block bearings ေတြ၊ excessive wear ၿဖစ္ေနရင္လည္း၊ heavy current flow ၿဖစ္ေပါါတတ္သလို၊ အခန္႔မသင္႔လၽွင္ spark erosion ကိုပါၿဖစ္ေပါါေစတတ္ပါတယ္။



Fig. Propeller shaft earthing device  

hull နဲ႔ propeller shaft ႀကားမွာ၊ lubricating oil ဟာ၊ insulation အေနနဲ႔ရိွေနတဲ႔အခါ၊ Sacrificial Anode Protection System နဲ႔ Impressed Current Cathodic Protection System ေတြတတ္ဆင္ ထားေပမယ္႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳကို၊ မတားဆီးနိဳင္တာေတြ႔ရ ပါတယ္။ propeller shaft လည္ပတ္မွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ static electricity ဟာ၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွာ၊ electrical potential အေနနဲ႔ ရိွေနတဲ႔အတြက္၊ current ကို hull သို႔စီးဆင္းေစၿခင္းၿဖင္႔ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ဖို႔နဲ႔ spark erosion ကိုပါတားဆီးဖို႔အတြက္၊ Propeller shaft earthing device ကို မရိွမၿဖစ္တတ္ဆင္ဖို႔ လိုအပ္ပါတယ္။ 


Fig. Sea water pipe fouling

marine growth ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ mollusks, barnacles, mussels, algae နဲ႔ slime အစရိွတဲ႔၊ အဏၰဝါဇီဝ သက္ရိွေတြဟာ၊ သေဘ္ာရဲ႕ sea water system အတြင္း temperature, nutrients, pH factor အစရိွတဲ႔၊ environmental conditions ေတြေကာင္းမြန္မယ္႔ေနရာေတြကိုေရြးခၽယ္ၿပီး တြယ္ကပ္ႀကပါတယ္။ တြယ္ကပ္ၿပီးတာနဲ႔ ခၽက္ၿခင္းမၽိဳးပြားေပါက္ဖြားလာႀကၿပီး၊ fouling အေနနဲ႔ ဖြဲ႔တည္ကာ၊ sea water flow မွာ၊ turbulence နဲ႔ block ၿဖစ္ေစသလို၊ coolers ေတြရဲ႕ heat transfer efficiency ကိုပါကၽဆင္းေစပါတယ္။  


Fig. MGPS system

ဒါ႔အၿပင္ sea water system မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါေစၿပီး၊ Microbiological Corrosion လို႔ေခါါပါတယ္။ sea water system ရဲ႕ အစိတ္အပိုင္းေတြၿဖစ္တဲ႔ sea chest housing နဲ႔ cooler covers ေတြ မွာေတာ႔၊ sacrificial anodes ေတြတတ္ဆင္ကာ၊ Electrochemical Reactions ေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာမယ္႔ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽႀကပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ sea water system ရဲ႕ pipe lines ေတြမွာၿဖစ္ေပါါ လာမယ္႔ fouling ကိုေလၽွာ႔ခၽဖို႔၊ vulnerable material ကို၊ anode အေနနဲ႔တတ္ဆင္ကာ၊ current ေပးသြင္းတဲ ႔ စနစ္၊ အသံုးၿပဳလာႀကၿပီး၊ MGPS သို႔မဟုတ္ Marine Growth Prevention System လို႔ေခါါပါတယ္။



Fig. Cooper and aluminum anodes in sea chest

MGPS ဆိုတဲ႔ Marine Growth Prevention System ဟာ၊ electrolytic action နဲ႔ အလုပ္လုပ္တဲ႔၊ anti-fouling system တမၽိဳးသာၿဖစ္ပါတယ္။ copper နဲ႔ aluminum တို႔ကို anodes အၿဖစ္တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳေလ့ရိွသလို၊ soft iron သို႔မဟုတ္ ferrous anodes ေတြကိုလည္း၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ anodes ေတြကို၊ sea chest နဲ႔ strainer housing အဝင္မွာတတ္ဆင္ကာ၊ ၿပင္ပမွ DC current ကို၊ anodes မၽား အတြင္းသို႔ေပးသြင္းပါတယ္။ anodes ေတြကို၊ current ေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အခါ၊ ions နဲ႔ floc ေတြထြက္လာၿပီး၊ sea water နဲ႔အတူ piping system တေလၽွာက္ကိုေရာက္ရိွသြားကာ၊ အဏၰဝါ ဇီဝသက္ရိွေတြမေနနိုင္တဲ႔၊ environmental conditions မၽိဳးၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ copper မွထုတ္ေပးတဲ႔ ions ေတြဟာ၊ ပမာဏအားၿဖင္႔အလြန္႔လြန္ နည္းပါးၿပီး၊ extremely small amount ရယ္လို႔ေၿပာနိဳင္ သလို၊ sea water (၁) လီတာ မွာ၊ micrograms ခန္႔သာပါဝင္ပါတယ္။ electrolytic action ေႀကာင္႔ ေပါါေပါက္ လာတဲ႔ aluminum hydroxide floc ေတြကလည္း၊ pipe line မွာ protective film အေနနဲ႔ အလြွာပါးေလး တခု အၿဖစ္ဖြဲ႔တည္ၿပီး၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳကိုတားဆီးပါတယ္။

Reference : D. Jones, Principles and Prevention of Corrosion, Prentice Hall, New Jersey (1996)

Image credit to : http://www.esru.strath.ac.uk/, http://blog.marport.com/, http://www.alvimcleantech.com/, http://itars.com.br/conteudo/biofouling.htm, http://www.nstcenter.com/, http://www.iccp-mgps.com/, http://www.farwestcorrosion.com, http://www.incorr.com.sg/, http://naval-architect-jobs.blogspot.com/, http://www.seafresh.co.uk/, http://www.nstcenter.com/, http://www.incorr.com.sg, http://www.iccp-mgps.com, http://www.amteccorrosion.co.uk/, http://www.mechanical-writings.com/, http://www.electrochemlab.com/, http://alliedreliabilityblog.com/, http://www.asminternational.org/, http://www.stoprust.com/, http://masteel.co.uk/
 
Remark : All images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.  

0 comments:

Post a Comment