Wednesday, June 5, 2013

"Hull, Bottom & Tank Corrosion Protection"

 

Fig. Type of corrosion  

Corrosion ေတြကို၊ Uniform corrosion, Concentration cell corrosion, Inter-granular corrosion ဆိုတဲ႔ Exfoliation corrosion, Atmospheric corrosion, Erosion corrosion, Fretting corrosion, De-alloying corrosion, Formicary corrosion ဆိုတဲ႔ Ant-net corrosion, MIC ဆိုတဲ႔ Microbiological corrosion, Galvanic corrosion သို႔မဟုတ္ Bimetallic corrosion, Crevice corrosion ဆိုတဲ႔ Pitting corrosion , Cracking ဆိုတဲ႔ Stress corrosion, Cavitation corrosion, Hydrogen embitterment corrosion, Immunity corrosion နဲ႔ Corrosion fatigue ဆိုၿပီး သတ္မွတ္ထားႀကပါတယ္။

ပင္လယ္ေရ sea water နဲ႔ ဆားဓါတ္ပါတဲ႔ ေရခိုးေရေငြ႔ sea moisture ေတြကို၊ အၿမဲထိေတြ႔ေနရတဲ႔ သေဘ္ာအတြက္ေတာ႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳဟာ၊ ေရွာင္လြွဲလို႔ မရနိုင္တဲ႔ ကိစၥၿဖစ္ၿပီး၊ ေလၽွာ႔ခၽဖို႔ကိုသာ၊ အတတ္နိဳင္ဆံုးႀကိဳးစားရပါတယ္။ ပင္လယ္ေရနဲ႔ ေရခိုးေရေငြ႔ေတြကို၊ အၿမဲထိေတြ႔ေနရတဲ႔ material ေတြရဲ႕ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳ process reaction ကို 'chemical reaction process' နဲ႔ 'electrochemical reaction process' ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။   

'Chemical reactions process' - သေဘ္ာေတြရဲ႕ သံသားမၽက္နွာၿပင္ iron steel surface နဲ႔ ေလထုထဲမွ atmospheric oxygen တို႔ထိေတြ႔ရာမွ၊ iron ေတြၿပိဳကြဲကာ chemical reaction process အေနနဲ႔ iron oxide ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ iron oxide ဟာ ေရနဲ႔ ေရခိုးေရေငြ႔တို႔ၿဖင္႔၊ ထပ္မံထိေတြ႔ၿခင္းေႀကာင္႔၊ iron hydroxide သို႔မဟုတ္ rust လို႔ေခါါတဲ႔ သံေခၽးေတြေပါါေပါက္လာပါတယ္။ rust ဟာ oxygen နဲ႔ ဆက္တိုက္ထိေတြ႕ၿခင္းၿဖင္႔ သံေခၽးတက္ ဧရိယာပမာဏ၊ ပြားမၽားလာပါတယ္။ oxygen ပါဝင္မွဳနည္းတဲ႔ stainless steel material ရဲ႕ ပထမအလြွာမွ oxide layer မွာေတာ႔ chemical reactions  မၿဖစ္ေပါါနိဳင္ကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'Electrochemical reactions process' - အခၽိဳ႕ေသာသတၱဳ metal ေတြရဲ႕ acid, bases နဲ႔ ဓါတ္ေငြ႔ဖြဲ႔စည္းမွဳ gas compound ေတြအတြင္း၊ iron ၿပိဳကြဲမွဳေႀကာင္႔၊ electrochemical reaction process ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ metal compound ေတြထဲမွ ၿပိဳကြဲထြက္လာတဲ႔ iron ေတြရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳေႀကာင္႔ လၽွပ္စီးမွဳ current flow ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ 'galvanic current flow' လို႔ေခါါပါတယ္။ iron ၿပိဳကြဲမွဳေႀကာင္႔ ေရနဲ႔ ထိေတြေနတဲ႔ သေဘ္ာကိုယ္ထည္ သံၿပားေတြမွာ negative iron ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ ေရမွာေတာ႔ positive iron ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။

ေ႐ွာင္လြွဲလို႔မရတဲ႔ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ရန္ တစ္နည္းအားၿဖင္႔ electrochemical reactions process ကို အဓိကထားကာ၊ ေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ရန္၊ သေဘ္ာေတြမွာ 'ေဆးသုတ္ၿခင္း' ဆိုတဲ႔  by painting the metal surface that is continuously exposed to water or moisture,  'sacrificial anode မၽားတတ္ဆင္ၿခင္း' ဆိုတဲ႔ by reversing the current using sacrificial anode နဲ႔ 'ICPP' ဆိုတဲ႔ 'impressed current cathodic protection system တတ္ဆင္ၿခင္း' စတဲ႔ နည္းလမ္းေတြကို အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ သေဘ္ာေတြအတြက္ corrosion protection အေနနဲ႔၊ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽရာမွာ  ေဆးသုတ္ၿခင္းဆိုတဲ႔ painting ကို၊ primary protection အၿဖစ္သတ္မွတ္နိဳင္ၿပီး၊ sacrificial anode တတ္ဆင္ၿခင္းနဲ႔ impressed current cathodic protection system တတ္ဆင္ၿခင္း တို႔ကိုေတာ႕ secondary protection အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ အရည္အေသြးညံ႔တဲ႔ သုတ္ေဆး paint ကို အသံုးၿပဳထားၿပီး၊ သုတ္ေဆးအလြွာ paint coating လည္း၊ 'ပါး' ခဲ႔လၽွင္ sacrificial anode ေတြရဲ႕ သက္တမ္း၊ တိုေတာင္းသြားနိဳင္ပါတယ္။

 

Fig. galvanic current flow
 
ေရထဲမွ အမၽိဳးအစားမတူတဲ႔ သတၱဳအလြွာ (၂) ခုႀကားမွာ၊ အိုင္းယြန္းေတြရဲ႕ ေရြွ႕လၽွားမွဳေႀကာင္႔ 'လၽွပ္စီး' ဆိုတဲ႔ current flow ဟာ higher potential သတၱဳမွ၊ lower potential သတၱဳသို႔ စီးဆင္းပါတယ္။ lower potential သတၱဳမွ iron ေတြဟာ galvanic current flow ေႀကာင္႔ တၿဖည္းၿဖည္းနဲ႔ ေရထဲသို႔ စီးဆင္းသြားသလို၊ အခၽိန္အတိုင္းအတာ တခုသို႔ ေရာက္သြားတဲ႔အခါမွာေတာ႔ lower potential သတၱဳမွာ iron လံုးဝမကၽန္ေတာ႔တဲ႔ အေၿခအေနၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ 'anodic reaction' လို႔ေခါါပါတယ္။ 
 
 
 
Fig. (A) - Corrosion in tank, (B) - Anodes on Rudder blade 
 
သေဘ္ာသံၿပားေတြမွာ၊ lower potential သတၱဳ အမၽိဳးအစားကို၊ တတ္ဆင္ၿပီး၊ 'anode' လို႔အမည္ေပးကာ၊ higher potential သတၱဳၿဖစ္တဲ႔ သေဘ္ာသံၿပားကိုေတာ႔ 'cathode' လို႔ အမည္ေပးပါတယ္။ hull plate ဆိုတဲ႔၊ သေဘ္ာကိုယ္ထည္ သံၿပားေတြမွာမက၊ propeller နဲ႔အနီးတဝိုက္ ဧရိယာေတြ၊ pipeline ေတြနဲ႔ heat exchanger ေတြမွာလည္း၊ lower potential သတၱဳ အမၽိဳးအစားၿဖစ္တဲ႔ zinc နဲ႔ aluminum တို႔ကို၊ anode အၿဖစ္ တတ္ဆင္ၿပီး၊ secondary corrosion protection အား၊ ေဆာင္ရြက္ႀကပါတယ္။  
 
တနည္းအားၿဖင္႔ oxidation လို႔ေခါါတဲ႔ corrosion ဟာ၊ anodic zone မွာသာ ၿဖစ္ေပါါၿပီး၊ cathodic zone မွာ မၿဖစ္ေပါါနိဳင္တဲ႔အတြက္၊ corrosion မေပါါေပါက္ေစခၽင္တဲ႔ metal surface ကို၊ cathodic zone အၿဖစ္ ေၿပာင္းလဲလိုက္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ corrosion protection လို႔ေခါါတဲ႔ corrosion prevention အတြက္၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ cathodic protection system ကို၊ "Hull cathodic protection system" သို႔မဟုတ္ "Sacrificial anode protection system" နဲ႔ ICCP  ဆိုတဲ႔ "Impressed current cathodic protection system" ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။   

'Sacrificial anode protection system' - သေဘ္ာရဲ႕ hull, bottom နဲ႔ tank ေတြမွာ ၿဖစ္ေပါါတဲ႔ corrosion ဟာ၊ electrochemical reaction ေႀကာင္႔ ေပါါေပါက္လာတာၿဖစ္ၿပီး၊ 'uniform corrosion' လို႔ေခါါပါတယ္။ anode နဲ႔ cathode တို႔ကို၊ common electrolyte အရည္တခုအတြင္း၊ 'နွစ္' လိုက္တဲ႔အခါ၊ electrochemical reaction ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ electrochemical reaction ဟာ၊ corrosion process ၿဖစ္ၿပီး၊ electrolyte ကိုၿဖတ္ကာ၊ anode မွ cathode သို႔၊ current flow တခု စီးဆင္းသြားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။
 
anode မွ cathode သို႔၊ current flow စီးဆင္းရာမွ၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ current ရဲ႕ magnitude ဟာ၊ metal lost လို႔ေခါါတဲ႔ corrosion နဲ႔ တိုက္ရိုက္အခၽိဳးကၽၿပီး၊ 1 ampere ပမာဏရိွတဲ႔ current flow ဟာ၊ steel ကို၊ တနွစ္ 9 Kg အေလးခၽိန္ခန္႔၊ corroding surface အၿဖစ္၊ ေပါါေပါက္ေစနိဳင္တာကို ေတြ႔ရပါတယ္။ sacrificial anode protection system ဟာ၊ လၽွပ္စစ္ဓါတ္အား အသံုးၿပဳၿပီး၊ ေဆာင္ရြက္ၿခင္းမရိွသလို၊ installation လို႔ေခါါတဲ႔ တတ္ဆင္မွဳ အပိုင္းမွာလည္း လြယ္ကူတာကို၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ anode ေတြ၊ ကုန္ဆံုးသြားတဲ႔အထိ၊ corrosion protection အား၊ ေဆာင္ရြက္ေပးနိဳင္ပါတယ္။ 
 
"Hull cathodic protection system" ဆိုတဲ႔ "Sacrificial anode protection system" ကို၊ metal တခုအား ကာကြယ္ရန္အတြက္၊ အၿခား metal တခုမွ စေတးခံၿခင္းလို႔ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ စေတးခံရတဲ႔ sacrificial anode ဟာ၊ active metal ၿဖစ္ၿပီး၊ steel structure မွာေပါါေပါက္လာမယ္႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳအား၊ တားဆီးရန္၊ steel structure နဲ႔အတူ coupling အေနနဲ႔ တြဲဖက္ၿပီး၊ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ အမၽိဳးအစားမတူတဲ႔ သတၳဳ metal သို႔မဟုတ္ သတၳဳစပ္ alloy (၂) မၽိဳးကို၊ တြဲဆက္ၿပီး၊ electrolyte form အေနနဲ႔ ၿဖစ္ေပါါေစၿခင္းကို၊ galvanic couple သို႔မဟုတ္ galvanic cell လို႔ေခါါပါတယ္။  

aluminum, zinc နဲ႔ magnesium anodes ေတြကို၊ galvanic anodes ေတြ အၿဖစ္၊ အသံုးၿပဳတဲ႔အခါ၊ galvanic reaction ပိုမိုေကာင္းမြန္တာကိုေတြ႔ရပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ current ပိုမိုထုတ္ေပးနိဳင္တယ္လို႔၊ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ သေဘ္ာရဲ႕ hull ကို cathode အၿဖစ္၊ ယူဆတဲ႔အခါ cathode မွထြက္လာတဲ႔ corrosion current ရဲ႕ magnitude အား၊ galvanic anodes ေတြမွထုတ္ေပးတဲ႔ protective current ၿဖင္႔၊ ဖိသိပ္ေၿခဖၽက္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။

 
 
Fig. (A) - Freely flowing corrosion current from anode to cathode and (B) - Flow of corrosion current suppressed by protective current discharged from sacrificial anode  

မည္သည္႔ metal သို႔မဟုတ္ alloy ကိုမဆို၊ conductive electrolyte တခုခုအတြင္း နွစ္လိုက္တဲ႔အခါ၊ open circuit potential လို႔ေခါါတဲ႔ unique corrosion potential ေတြၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ 'Galvanic series' အရ၊ မည္သည္႔ metal သို႔မဟုတ္ alloy အမၽိဳးအစားမွာမဆို၊ ပင္လယ္ေရနဲ႔ထိေတြ႔တဲ႔အခါ၊ more active သို႔မဟုတ္ prone to corrosion လို႔ေခါါတဲ႔၊ corrosion ၿဖစ္လြယ္တဲ႔သတၱိေတြရိွသလို၊ noble သို႔မဟုတ္ corrosion resistant လို႔ေခါါတဲ႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါဖို႔မလြယ္ကူတဲ႔၊ ဂုဏ္သတၱိေတြလည္း၊ ရိွပါတယ္။
 
conductive environment လို႔ေခါါတဲ႔၊ electrolyte တခုခုအတြင္းမွာ၊ အမၽိဳးအစား မတူတဲ႔သတၱဳ (၂) မၽိဳးကို၊ electrical connection အေနနဲ႔ ဆက္သြယ္ၿပီး၊ နွစ္လိုက္တဲ႔ အခါ၊ electrons ေတြဟာ active ၿဖစ္တဲ႔၊ သတၱဳမွ noble ၿဖစ္တဲ႔ သတၱဳဖက္သို႔၊ စီးဆင္းပါတယ္။ active ၿဖစ္တဲ႔၊ သတၱဳဟာ negative surface ၿဖစ္ၿပီး၊ noble ၿဖစ္တဲ႔ သတၱဳဟာ၊ positive surface ၿဖစ္တဲ႔အတြက္၊ electrons flow ေႀကာင္႔ noble metal မွာ၊ negative potentials ေတြပိုမိုၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ cathodic polarization လို႔ေခါါပါတယ္။ electron ေတြေရြွ႕လၽားရာမွေပါါေပါက္လာတဲ႔ current flow နဲ႔ polarization ဟာ၊ noble metal မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳကို တားဆီးေပးပါတယ္။ 

 
 
Fig. Anodic reaction  

zinc နဲ႔ steel တို႔ကို၊ တြဲမဆက္ပဲ၊ သီးၿခားတခုစီ sea water နဲ႔ထိေတြ႔ေစတဲ႔အခါ၊ 'Anodic reaction' အရ၊ steel surface မွာ excess flow အေနနဲ႔ electrons ေတြကို ပိုမိုစီးဆင္းေစနိဳင္မယ္ဆိုရင္၊ steel ရဲ႕ oxidation ကၽဆင္းသြားမွာၿဖစ္ပါတယ္။ zinc block တံုးကို၊ steel hull အေပါါမွာ welding ေဆာ္ၿပီး၊ galvanic couple အေနနဲ႔တြဲဆက္ကာ ပင္လယ္ေရနဲ႔ထိေတြ႔ေစတဲ႔အခါ၊ active metal ၿဖစ္တဲ႔၊ zinc မွာသာ၊ corrosion ပိုၿဖစ္ၿပီး၊ noble metal ၿဖစ္တဲ႔ steel မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳနည္းသြားတာ ကိုေတြ႔ရပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ negative potentials ေတြထုတ္ေပးမယ္႔ active metal တခုခုနဲ႔ တြဲဆက္ၿပီး၊ reverse reaction အေနနဲ႔ driving force ကို ပိုမိုေပးသြင္းကာ၊ oxidation ကိုေလၽွာ႔ခၽၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။
 
sacrificial anodes အၿဖစ္အသံုးၿပဳမယ္႔၊ metal ရဲ႕ elector-chemical properties ဟာ၊ အေရးႀကီးပါတယ္။ electrolyte ေတြမွာ resistance ရိွတဲ႔အတြက္၊ sacrificial anode မွ corrosion potential ဟာ၊ ပင္လယ္ေရလို electrolyte အတြင္းမွ၊ ၿဖတ္သန္းသြားရပါတယ္။ sacrificial anode ဟာ၊ လံုေလာက္တဲ႔ driven current ကိုထုတ္ေပးနိဳင္တဲ႔ negative သို႔မဟုတ္ active metal ၿဖစ္ရန္လိုအပ္ပါတယ္။ sacrificial anode အၿဖစ္ zinc ကိုအသံုးၿပဳသလို၊ aluminum ကိုလည္း အသံုးၿပဳနိဳင္ပါတယ္။ zinc ကို aluminum နဲ႔နိွဳင္းယွဥ္အသံုးၿပဳႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ သက္တမ္း တိုတာကို ေတြ႔ရပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ zinc ရဲ႕ corrosion protection rate ဟာ၊ aluminum ထက္နည္းတယ္လို႔ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ ေစၽးနံွဳးအရလည္း aluminum ဟာ သက္သာေပမယ္႔၊ သေဘ္ာေတြမွာ အစဥ္အလာတခုလို၊ zinc ကိုသာ အသံုးၿပဳေနဆဲ ၿဖစ္ပါတယ္။  
 
anode မွထုတ္ေပးတဲ႔ current အနည္းအမၽားေပါါမူတည္ၿပီး၊ corrosion protection ကို၊ ေဆာင္ရြက္တာၿဖစ္သလို၊ anode ေတြ၊ ကုန္မသြားပဲ ေရရွည္အသံုးနိဳင္ေစရန္၊ current အနည္းအမၽားကို၊ ခၽိန္ညွိေပးလို႔ မရသလို၊ hull မွာ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ anodes ေတြရဲ႕ ပြန္းစားမွဳဟာ၊ သေဘ္ာေမာင္းနွင္ သြားလာရာမွ ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ hull pressure နဲ႔ turbulent flow အနည္းအမၽားအေပါါ မူတည္ေနပါတယ္။ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ anodes ေတြေႀကာင္႔ သေဘ္ာရဲ႕ hull drag နဲ႔ fuel consumption တိုးလာနိဳင္သလို၊ သက္တမ္းအေနနဲ႔ အမၽားဆံုး (၃) နွစ္ အထိသာခံၿပီး၊ အသစ္လဲလွယ္ေပးရန္ လိုအပ္ပါတယ္။ 

'Impressed current cathodic protection system' - ICCP ဆိုတဲ႔ Impressed current cathodic protection system ရဲ႕ အေၿခခံအလုပ္လုပ္ပံုဟာ၊ Sacrificial anode protection system အေၿခခံအလုပ္လုပ္ပံုနဲ႔ ဆင္တူၿပီး၊ vulnerable material ဆိုတဲ႔ electrons ေတြ၊ ပိုမိုထုတ္ေပးမယ္႔၊ သတၱဳတမၽိဳးကိုအသံုးၿပဳကာ၊ အၿခား သတၱဳတခုသို႔ reverse direction အေနနဲ႔ စီးဆင္းေစၿပီး၊ corrosion rate အား ေလၽွာ႔ခၽတာၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ vulnerable material တခုခုကို၊ galvanic anode အေနနဲ႔ အသံုးၿပဳကာ၊ ၿပင္ပမွ DC current အား၊ galvanic anodes အတြင္းသို႔ေပးသြင္းၿပီး၊ protective current ထုတ္ယူၿခင္းလို႔ ဆိုနိဳင္ပါတယ္။ ေ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 မွာ ၿဖစ္ေပါါလာမယ္႔၊ electron အရည္အတြက္ၿဖစ္ပါတယ္။ 'Anodic reaction' အရ၊ steel surface မွာ excess flow အေနနဲ႔ electrons ေတြကို၊ ပိုမိုစီးဆင္းေစမယ္ဆိုလၽွင္၊ 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 အဓိကပါဝင္တဲ႔ အစိတ္အပိုင္းေတြကေတာ႔၊ power supply, AC signal ကို DC signal အၿဖစ္ေၿပာင္းလဲေပးမယ္႔၊ transformer - rectifier, anode, reference electrodes နဲ႔ dielectric shield တို႔ၿဖစ္ပါတယ္။ dielectric shield ဟာ anode နဲ႔ hull plate တို႔ကို၊ short current အေနနဲ႔စီးဆင္း မသြားေစရန္ တားဆီးေပးပါတယ္။ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ 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 ပမာဏအမၽားအၿပားကို ထုတ္ေပးနိဳင္သလို၊ anodes အသစ္ေတြနဲ႔ လွဲလွယ္ အစားထိုးရန္၊ မလိုအပ္တဲ႔ protection system လည္းၿဖစ္ပါတယ္။ anode အရည္အတြက္အနည္းငယ္သာ အသံုးၿပဳထားတဲ႔ အတြက္၊ သေဘ္ာရဲ႕ hull drag နဲ႔ fuel consumption မွာ၊ အေၿပာင္းအလဲမရိွေတာ႔ေပမယ္႔၊ စတင္တတ္ဆင္တဲ႔အခါ၊ initial cost ၿမင္႔မားတဲ႔ corrosion protection system လည္းၿဖစ္ပါတယ္။  

'Propeller shaft earthing system' - cooled region ဆိုတဲ႔၊ အေအးပိုင္းေဒသေတြ အပါအဝင္ ေနရာအနံွ႔သြားလာရန္၊ ရည္ရြယ္ တည္ေဆာက္ထားတဲ႔ သေဘ္ာေတြမွာ၊ inboard stern tube bearing cooling system အတြက္၊ sea water အသံုးမၿပဳပဲ၊ lubricating oil ကိုသာ အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ stern tube bearing lubricating oil ဟာ သေဘ္ာရဲ႕ hull နဲ႔ propeller shaft အႀကားမွာ၊ electrical insulator အေနနဲ႔ တည္ရိွေနပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ inboard နဲ႔ outboard stern tube bearings ေတြဟာ၊ non-metallic bearings ေတြၿဖစ္ခဲ႔လၽွင္ hull နဲ႔ propeller shaft ႀကားမွာ၊ insulator အေနနဲ႔ ရိွေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။
 
propeller shaft လည္ပတ္မွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ static electricity ေႀကာင္႔၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွာ၊ electrical potential ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ hull နဲ႔ propeller blade, propeller boss နဲ႔ propeller shaft/ tail shaft metal ေတြကို corrosion ၿဖစ္ေစနိဳင္ပါတယ္။ propeller လည္ပတ္မွဳမွ တဆင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔၊ cavitation ေႀကာင္႔၊ propeller blade ေတြနဲ႔ propeller boss ေတြပၽက္စီးသလို၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွ၊ electrical potential ေႀကာင္႔လည္း propeller blades နဲ႔ boss မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါကာ ပၽက္စီးနိဳင္ပါတယ္။   
 

Fig. (A) - without shaft earthing system and (B) - correctly sized and fitted shaft earthing system
 
အေႀကာင္းတခုခုေႀကာင္႔ stern tube bearing seal damage ၿဖစ္ကာ၊ lubricating oil နဲ႔ ပင္လယ္ေရ ေရာေနွာသြားတဲ႔အခါ၊ shaft နဲ႔ hull ႀကားမွာ၊ ၿမင္႔မားတဲ႔ heavy current flow ၿဖစ္ေပါါတတ္သလို၊ current flow ေႀကာင္႔ bearing မွာ နက္ရိွဳင္းတဲ႔ deep pitting ေတြေပါါေပါက္တတ္ပါတယ္။ main engine နဲ႕ intermediate shaft ရဲ႕ plumber block bearings ေတြ၊ excessive wear ၿဖစ္ေနခဲ႔လၽွင္လည္း၊ heavy current flow ေပါါေပါက္ကာ၊ အခန္႔မသင္႔လၽွင္ spark erosion ၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။
 
hull နဲ႔ propeller shaft ႀကားမွာ၊ lubricating oil ဟာ၊ insulation အေနနဲ႔ ရိွေနတဲ႔အခါ၊ 'Sacrificial Anode Protection System' နဲ႔ 'Impressed Current Cathodic Protection System' ေတြကို တတ္ဆင္ထားေပမယ္႔၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳအား၊ မတားဆီးနိဳင္တာေတြ႔ရပါတယ္။ propeller shaft လည္ပတ္မွဳေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ static electricity ဟာ၊ hull နဲ႔ propeller ႀကားမွာ၊ electrical potential အေနနဲ႔ ရိွေနတဲ႔အတြက္၊ current ကို hull သို႔စီးဆင္းေစၿခင္းၿဖင္႔ corrosion အားေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ရန္နဲ႔ spark erosion ကိုတားဆီးရန္အတြက္၊ 'Propeller shaft earthing device' ကို မရိွမၿဖစ္တတ္ဆင္ဖို႔ လိုအပ္ပါတယ္။ 

'Marine growth prevention system' - marine growth ေတြၿဖစ္တဲ႔၊ mollusks, barnacles, mussels, algae နဲ႔ slime အစရိွတဲ႔၊ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြဟာ၊ သေဘ္ာရဲ႕ sea water system အတြင္းမွ၊ temperature, nutrients, pH factor အစရိွတဲ႔၊ environmental conditions ေတြေကာင္းမြန္မယ္႔ ေနရာေတြကိုေရြးခၽယ္ၿပီး တြယ္ကပ္ႀကပါတယ္။ တြယ္ကပ္ၿပီးတာနဲ႔ ခၽက္ၿခင္းမၽိဳးပြား ေပါက္ဖြားလာႀကၿပီး၊ fouling အေနနဲ႔ ဖြဲ႔တည္ကာ၊ sea water flow ကို၊ turbulence ၿဖစ္ေပါါေစသလို၊ block အေနနဲ႔ ပိတ္ဆို႔ၿပီး၊ coolers ေတြရဲ႕ heat transfer efficiency ကိုပါ ကၽဆင္းေစပါတယ္။ 
 

Fig. Marine growth
 
marine growth ေတြကို၊ hard marine growth နဲ႔ soft marine growth ဆိုၿပီး ခြဲၿခားနိဳင္ပါတယ္။ mollusks, barnacles, tubeworms, အခၽိဳ႕ algae ေတြနဲ႔ mussels အစရိွတဲ႔၊ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြကို၊ hard marine growth အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ၿပီး၊ အခၽိဳ႕ algae ေတြနဲ႔ anemones, hydroid sponges နဲ႔ slime အစရိွတဲ႔ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြကိုေတာ႔ soft marine growth အၿဖစ္ သတ္မွတ္နိဳင္ပါတယ္။ 
 
 
 
Fig. (A) Macro-fouling and (B) - Macro-fouling

hard marine growth ေတြေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ fouling ကို၊ 'Macro-fouling' လို႔ေခါါၿပီး၊ soft marine growth ေတြေႀကာင္႔ေပါါေပါက္လာတဲ႔ fouling ကိုေတာ႔ 'Micro-fouling' လို႔ေခါါပါတယ္။ သေဘ္ာေတြရဲ႕ sea water system မွာ macro-fouling နဲ႔ micro-fouling (၂) မၽိဳးလံုးၿဖစ္ေပါါတတ္ပါတယ္။  
 
marine growth ေတြေႀကာင္႔ sea water system မွာ corrosion ၿဖစ္ေပါါလာၿပီး၊ 'micro-biological corrosion' လို႔ေခါါပါတယ္။ sea water system ရဲ႕ အစိတ္အပိုင္းေတြၿဖစ္တဲ႔ sea chest housing နဲ႔ cooler covers ေတြမွာေတာ႔၊ sacrificial anodes ေတြတတ္ဆင္ကာ၊ electrochemical reactions အေနနဲ႔ ေပါါေပါက္လာမယ္႔ corrosion ကိုေလၽွာ႔ခၽႀကပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ sea water system ရဲ႕ pipe lines ေတြမွာ ၿဖစ္ေပါါလာမယ္႔ fouling ကိုေလၽွာ႔ခၽရန္၊ vulnerable material ကို anode အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္ကာ၊ current ေပးသြင္းတဲ႔ စနစ္ကို၊ အသံုးၿပဳလာႀကၿပီး၊ MGPS သို႔မဟုတ္ 'marine growth prevention system' လို႔ေခါါပါတယ္။ MGPS ကို Electrolytic action MGPS နဲ႔ Sodium Hypochloride action MGPS အၿဖစ္၊ ခြဲၿခားအသံုးၿပဳႀကပါတယ္။
 
'Electrolytic action MGPS' - copper နဲ႔ aluminum တို႔ကို anodes အၿဖစ္၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳေလ့ရိွသလို၊ soft iron သို႔မဟုတ္ 'သံ' ပါတဲ႔ ferrous anodes ေတြကိုလည္း၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။ anodes ေတြကို၊ sea chest နဲ႔ strainer housing အဝင္ဖက္မွာ တတ္ဆင္ကာ၊ ၿပင္ပမွ DC current ကို၊ anodes မၽားအတြင္းသို႔ ေပးသြင္းပါတယ္။ anodes ေတြကို၊ current ေပးသြင္းလိုက္တဲ႔အခါ၊ ions နဲ႔ 'floc' ဆိုတဲ႔ 'flocculent mass'  ေတြထြက္ေပါါလာၿပီး၊ sea water နဲ႔အတူ piping system တေလၽွာက္လံုးသို႔ ေရာက္ရိွသြားကာ၊ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြ မေနနိုင္တဲ႔၊ environmental conditions အေၿခအေနမၽိဳးကိို၊ ၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ 

 
 
Fig. Electrolytic action MGPS 
 
copper မွထုတ္ေပးတဲ႔ ions ေတြဟာ၊ ပမာဏအားၿဖင္႔ အလြန္႔လြန္ နည္းပါးပါတယ္။ electrolytic action ေႀကာင္႔ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ aluminum hydroxide floc ေတြ ကလည္း၊ piping system အတြင္းမွာ protective film အေနနဲ႔ အလြွာပါးေလး တခုအၿဖစ္ ဖြဲ႔တည္ၿပီး၊ corrosion ၿဖစ္ေပါါမွဳအား၊ တားဆီးေပးပါတယ္။ တနည္းအားၿဖင္႔ အခၽိဳ႕ေသာ  အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွ marine growth ေတြဟာ၊ အလင္းေရာင္နဲ႔ oxygen လံုးဝ မရရိွတဲ႔ ေနရာေတြ မွာလည္း၊ ေနထိုင္ အသက္ရွင္နိဳင္ေပမယ္႔ 'floc' ဆိုတဲ႔ 'flocculent mass' မွ၊ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ emulsion ေတြနဲ႔ ထိခိုက္မိၿခင္းေႀကာင္႔၊ အသက္ရွင္ေနထိုင္နိဳင္မွဳ life span သက္တမ္း၊ တိုေတာင္းသြားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။
 
'Sodium Hypochloride action MGPS' - Electrolytic action MGPS သို႔မဟုတ္ vulnerable material ကို၊ anode အၿဖစ္တတ္ဆင္ၿပီး current ေပးသြင္းတဲ႔စနစ္ဟာ၊ Macro-fouling ကိုသာေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ပါတယ္။ macro-fouling နဲ႔ micro-fouling (၂) မၽိဳးလံုး ကို၊ ေလၽွာ႔ခၽရန္၊ 'sodium hypochlorite' ဆိုတဲ႔ NaOCl ကို၊ သေဘ္ာရဲ႕ sea water system အတြင္းသို႔၊ anti-fouling agent အၿဖစ္ေပးသြင္းတဲ႔ Sodium Hypochloride action MGPS ကို၊ အသံုးၿပဳလာႀကပါတယ္။ 
ပင္လယ္ေရမွာပါဝင္ေနတဲ႔ ဆားဓါတ္လို႔ေခါါတဲ႔ sodium chloride (NaCl) ဟာ၊ generating chamber ထဲမွ၊ anode နဲ႔ cathode ဆိုတဲ႔၊ electrodes (၂) ခုနဲ႔ ထိေတြ႔ရာမွ၊ electrolysis action ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ anti-fouling process ကိုၿဖစ္ေပါါေစပါတယ္။ chamber ဟာ၊ cathode ၿဖစ္ၿပီး၊ anode အေနနဲ႔ vulnerable material တခုခုအား၊ အသံုးၿပဳေလ့ရိွပါတယ္။
 

Fig. Sodium Hypochloride action MGPS
 
generating chamber ထဲမွာ၊ anode မရိွတဲ႔အခါ၊ chemical and electrochemical reactions အေနနဲ႔ chlorine မွာ၊ '2 Cl ⇔ Cl₂ + 2e-' ဆိုၿပီး ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ cathode မွာေတာ႔၊ ပင္လယ္ေရမွ OH-ions ေတြဟာ၊ '2 H2O + 2e- ⇔ 2 OH- + H3' ဆိုၿပီးၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ generating chamber ထဲမွာ၊ anode ရိွတဲ႔အခါ၊ OH- ions နဲ႔ Na+ ions တို႔ဟာ၊ Cl2 ဆိုတဲ႔ Chlorine နဲ႔ေပါင္းစပ္ၿပီး၊ '2 NaOH + Cl₂ ⇔ NaOCl + NaCl + H2O' ဆိုတဲ႔၊ equation အရ၊ sodium hypochlorite ကိုထုတ္ေပးပါတယ္။ အကယ္၍ sea water မွာ၊ calcium နဲ႔ magnesium ေတြပါလာခဲ႔ရင္၊ secondary reaction အေနနဲ႔ generating chamber ထဲမွာ sodium hydrates နဲ႔ sodium carbonates ေတြၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။   

generating chamber ထဲမွ၊ sodium hypochlorite solution ေတြကို၊ sea chests မွာရိွတဲ႔၊ chlorine injection points ေတြအထိ ေရာက္ေအာင္၊ ေပးပို႔လိုက္တဲ႔အခါ၊ sea chest မွ ဝင္လာမယ္႔ ပင္လယ္ေရနဲ ႔ အတူ၊ sea water system အတြင္းသို႔ ေရာက္ရိွသြားပါတယ္။ chlorine-active sea water system ၿဖင္႔ ထိေတြတဲ႔အခါ mussels ကဲ႔သို႔၊ အခံြပါတဲ႔ အဏၰဝါဇီဝသက္ရိွေတြကေတာ႔၊ အခံြကိုပိတ္ကာ ကာကြယ္နိဳင္ေပမယ္႔၊ sea water system ဟာ၊ chlorine-active ၿဖစ္ေနတဲ႔အခါ၊ ရည္ရွည္မွာ တြယ္ကပ္နိဳင္ၿခင္းမရိွေတာ႔သလို၊ chlorine ဟာ၊ toxicant လို႔ေခါါတဲ႔ အဆိပ္အေတာက္တမၽိဳးၿဖစ္တဲ႔အတြက္၊ sea water system အတြင္း၊ 0.2 ~ 0.5 ppm ပမာဏခန္႔ continuous chlorination အေနနဲ႔ရိွေနခဲ႔ရင္၊ marine growth ေတြဟာ fouling အေနနဲ႔ တြယ္ကပ္မေနနိဳင္ေတာ႔တာ ေတြ႔ရပါတယ္။
 
 
Reference and image credit to :  D. Jones, Principles and Prevention of Corrosion, Prentice Hall, New Jersey (1996), 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/, http://www.cathelco.com/
 
Remark : All publications and 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