Кылт аймактарда болот конструкцияларды колдонуу: кыйынчылыктар жана чечимдер

Неге жээктеги чөйрөлөр темир-бетон конструкциялардын деградациясын тездетет?

Сыпырылган аймакта хлорид-индукцияланган коррозия механизмдери

Суу турган аймакта (splash zone) жайгашкан болот конструкциялары тургундук суу менен чыгышып, кургаганын циклынан жана толкундардан, жер титиртүүлөрдөн жана атмосферада жүрүп жүргөн туз бөлүкчөлөрдөн турган туздуу суу таасири астында катаң коррозия проблемаларына учурайт. Толкун көтөрүлгөндө, хлорид ичинде болгон деңиз суусу болот бетине жабышат. Андан кийин суу кургаганда, калган туздуу суу артык концентрацияланат, бул болоттун бетинде табигый түрдө пайда болгон коргоо оксиддик катмарын бузат жана ошол кызыктуу кичинекей чөкмөлөрдү пайда кылат. Биз бул чөкмөлөрдүн жаман деңиз аймактарында жылына жарым миллиметрден ашык тереңдикке чейин өсүшүн көргөнбүз. Бул аймакка зыян тилеп турган негизги себеп — кургаган мезгилдерде нымдык менен оксигендин алмашынып тургандыгы. Нымдык электрхимиялык реакцияларды жүзөгө ашырса, оксиген металлды жеп жаткан химиялык процесстерди күчөтөт. Бул эки фактордун биригүүсү тұраакы деңиз астында же адаттағы атмосфералык шарттарда болгонго караганда тезирээк токтотуу процесстерин тудурат. Ошондуктан инженерлер суу турган аймакты (splash zone) жээктеги болоттун коррозиясы үчүн эң жаман аймактардын бири деп эсэптешет.

Ылгыздуулук, туздуу шамал жана температуранын циклдүү өзгөрүшүнүн болот конструкциялардын бүтүндүгүнө синергетикалык таасири

Деңиз жээгинде коррозия адатта бир гана фактордун таасири менен пайда болбойт. Бул чындыгында бир нече фактордун бирге иштегендеги жалпы таасири. Салыштырмалуу ылгагылык 60% ден жогору болгондо, металл беттеринде электрхимиялык реакцияларды токтотпогон жуп-жуп ток өткөрүүчү пленкалар пайда болот. Айрыка, ага чейинки убакытта деңиз жээгине жакын жерлерде айланып жүрүүчү туз бөлүкчөлөрү күндөлүк 100–500 миллиграмм/метр² чыгым менен хлорид иондорун конструкцияларга түшүрөт. Бул беттердин ток өткөрүүчүлүгүн алардын табигый деңгээлинен көпкө төшөлтөт. Күндөлүк температура өзгөрүштөрү да жагдыйга жардам бербейт: күндүз жана түн арасындагы температуранын 10°С га өзгөрүшү материалдарды кеңейтүүгө жана жыйрылууга алып келет, бул коргоо каптамаларынын эң зайлап калган жерлеринде трещиналарды пайда кылат. Бул кичинекей трещиналар хлорид иондорун дагы көбүрөөк өткөрөт — шарттарга жараша алардын көлөмү 30–40 процентке чейин көбөйүшү мүмкүн. Жалпысынан айтканда, бул үч эселик коррозиялык коркунучка учураган конструкциялар деңизден алыс жайгашкан ошондой конструкцияларга салыштырғанда жашоо узактыгында жарымдан үч төрттөн бирине чейин гана сактайт.

Деңиз шарттарына каршы болгон болот конструкциялар үчүн болот материалдарын тандоо

Коррозияга туруктуу болоттун маркалары (304 жана 316): болот конструкциялар үчүн иштешүү маалыматтары жана колдонуу чектерин

Денгиз шарттарында узак мөөнөткү турган иштешү үчүн туура материалдарды тандоо көп нерсеге таасир этет. 304-түрлүү коррозияга төзүмдүү болот жалпысынан жумшак жээктеги аймактарда жакшы иштейт, бирок чачыранган суу зонасында же туздуу аба шарттарында чөбөрлөнүү жана чатактагы коррозияга каршы турмастан, молибдендин жетишсиздигинен страдает. Ал эми 316-түрлүү болот башка сюжетти түзөт. Бул куштурулган металлга өндүрүштүн жүрүшүндө 2–3% молибден кошулган, ошондуктан ал хлориддерге каршы коррозияга төзүмдүүлүгү адаттагы коррозияга төзүмдүү болотко караганда алты эсе жогору. Элементтерге каршы күчтүү коргоо талап кылынган бардык буюмдар үчүн инженерлер негизги конструкциялар, болттор жана чачыранган же кээде сууга батырылган бөлүктөр үчүн кеминде 316-түрлүү болотту колдонуу үчүн көрсөтмө берет. Бирок эки түр да узак мөөнөткү суунун астында же 60 градус Цельсийден жогору температурадагы денгиз шарттарында колдонулганда жетишсиз калат. Ошол температурада туздуу суу бул куштурулган металлардын таасирге каршы турган азынча коргоосун «жеп» койот жана тез талкалануу проблемаларын пайда кылат.

Коррозияга төзүмдүү кушулмалар жана гибриддик системалар: Традициялык болот конструкцияны кандай учурда алмаштыруу же кошумча толуктоо керек

Катуу деңиз шарттарында 50 жылдан ашык узак мөөнөткө салынган инфраструктура үчүн атайын материалдар керек. Мисалы, деңизде жайгашкан нефть платформалары, доктардагы чоң таянычтар же прилив энергиясын генерациялоочу генераторлордун таянычтарын эске алыңыз. Коррозияга туруктуу куймалар (CRAs), мисалы, супер дуплекс коррозияга туруктуу болоттор (UNS S32760 сыяктуу) жана никель-алюминий бронзалары бул шарттарда өтө жакшы иштейт. Алар стресс-коррозиялык трещиналарга, биообрастуруу чөкмөлөрүнүн таасирине жана турбуленттүү суу агымдарынын таасиринен пайда болгон эрозияга каршы тура алат. Бардыгын CRAs менен алмаштыруу артык кымбат болгондо, инженерлер көпчүлүк учурда гибриддик чечимдерге жүгүрөт. Цинк же алюминий аноддору менен цинктелген карбондук болоттун бириктирилиши жакшы натыйжа берет. Ключевый бириктирүү чекиттеринде жогорку сапаттагы полимердик сырьёлорду кошуу маанилүү жерлерде кошумча коргоо берет. Жалпы өмүр узактыгы боюнча баалоо гибриддик ыкмалардын орточо толкундун таасир этип турган аймактарда эң жакшы иштешин көрсөтөт. Бирок, жетишилбес аймактарда же техникалык кызмат көрсөтүү курч болгон жерлерде CRAs таанылган жогорку баасына карабастан, дагы да тибилүү.

Баштапкы коргоо системалары узак мөөрнүү челик конструкциялардын төзүмдүүлүгү үчүн

Терең батырып гальванизациялоо жана көп катмарлуу сырьё системалары: иштеп чыгаруу мөөрнүү, ROI жана челик конструкциялардын иштеп чыгарылышы менен совместимдүүлүк

Коррозияга каршы коргоо ыкмаларын тандааганда инженерлер чөйрөнүн канчалык катуу болорун жана компоненттерди чыныгында эффективдүү түрдө иштетип барууга болорун эсепке алып өтүшү керек. Терең цинк менен каптоо ыкмасы — болот бөлүктөрдү эриген цинкке салуу аркылуу иштейт, бул металлдын бетине туруктуу жана тыгыз каптама түзөт. Бул ыкма жээктеги туздуу аба шарттарына каршы жакшы турат жана кайсы бир көңүл буруу талап кылбай, 25 жылдан ашык убакыт бою төзөт. Цинк менен капталган болоттун баасы адаттагы боялган болотко караганда алгачкы мезгилде 10–15% га кымбатыраак болсо да, анын ичинде кыска убакытта аз гана техникалык кызмат көрсөтүү талап кылынат, ошондуктан узак мөөнөттө ал арзан турат. Бирок бул ыкманын да чектөөлөрү бар: чоң көлөмдөгү конструкциялар же татаал формалуу бөлүктөр гальваникалоо резервуарларына сыймай калышы мүмкүн, ошондуктан бул вариант баардык учурда колдонулбайт. Стандарттык гальваникалоо иштебей турган кыйын учурларда көп катмарлуу каптамалар колдонулат. Алар адатта эпоксиддик негизги катмардан, андан кийин полиуретандык ортоңку катмардан жана акыркы катмар катары фторполимердик жабык каптамадан турат. Бул каптамалар дизайнерлерге ичке ийилген фермалар же башка стандарттык эмес формалуу бөлүктөрдү иштеткендээ көбүрөөк эркиндик берет, анткени бул каптамаларды түзөлүш сайтында өзүнчө колдонууга болот. Бирок бул жерде да бир кемчилик бар: бул системалардын ар бир 8–12 жылда толук текшерүү жана толук кайрадан бояп чыгаруу талап кылынат, бул узак мөөнөттө жалпы чыгымдарды көпкө көтөрөт. Эмгек чыгымдарын, техникалык кызмат көрсөтүү мезгилдериндээ кирүүгө кыйынчылык жана өндүрүштүн токтотулушу сыяктуу жалпы чыгымдарды эсепке алганда, көп катмарлуу каптамалар гальванизацияланган варианттарга караганда жалпысынан 20–30% га кымбатыраак турат. Ошондуктан негизги чыгарылыш: заводдордо жасалган жөнөкөй бөлүктөр үчүн гальванизация ыңгайлуу, ал эми өзгөчөлүктүү же татаал формалуу бөлүктөр үчүн көп катмарлуу каптама системалары тиешелүү.

Дизайндык стратегиялар: деңиз жээгинде болгондо коррозияга каршы болгон челик конструкциялардын кызмат көрсөтүү мөөнөтүн узартуу

Челик конструкциялардын деталдарында щельдерди жоюу, сууну түшүрүүнү камсыз кылуу жана туруктуу турган нымды минималдаштыруу

Дизайн — деңиз жээгинде коррозияга каршы биринчи коргоо сызыгы, бирок көпчүлүк учурда анын мааниси аз бааланат. 0,5 ммден кичине щельдер туздуу нымды сактап калат, анда pH төмөндөйт жана хлорид концентрациясы көтөрүлөт, бул локалдык коррозияны тездетет. Тиешелүү чара-чаралар детальдарды иштеп чыгуу этапынан башталат:

• Болттолгон бириктирүүлөрдү үзгүлтүс түрдө дүбөлгөн бириктирүүлөр менен алмаштыруу щельге ээ болгон чек аралыктарды жоюу
• Горизонталдык беттерге минимум 15° көлөмдүү көтөрүлүш белгилөө суунун топтолушун токтотот
• Бардык төмөнкү нукталарга Ø10 мм чыгыш тескеги киргизүү суунун тез чыгышын камсыз кылат
• Ички бурчтарды остро эмес, балким, дооруу кылып иштеп чыгуу нымды сактап калууну болтурот

Денгиз инженерлеринин изилдөөлөрү бул ыкмалардын коррозиянын башталыш чактарын жакында 70 процентке чейин азайтатыгын көрсөтүп берет. Меди, фосфор жана хромду камтыган айрым түрдөгү атмосферага чыдамдуу болот — HPWS, туура колдонулганда, жээктеги конструкцияларга керектелген техникалык кызмат көрсөтүүнүн аралыгын 15–25 жылга чейин узартат. Бирок эскериле турган маанилүү нюанс: долбоорлоо пландарында аба ылымжылган (ылымжылганыкта 60%тан жогору) жана толугу менен герметик туташтырылган аймактардын болушуна жол бербөө керек, анткени ошондой шарттарда коррозия тездетилет. Бүгүнкү күндө жээктеги иштер үчүн сапатты текшерүүдө, жасалган конструкциялардын дренаж системаларын сыноо учурунда суу түшкөндөн кийин 30 секунд ичинде толук чыгып кетиши — стандарттык процедура болуп саналат.

ККБ

Суу чачырап түшүү зонасы болот конструкциялар үчүн неге ошончолук зыяндуу?

Сычрак аймагы болот конструкциялар үчүн айрыкча зыяндуу, анткени ал туздуу деңиз суусунун хлориддерине чыдамдуу, туруктуу иштеген жана кургаган циклдерге дуушар болот. Бул аралашма болоттун коргоо оксиддик катмарын бузуп, тез тереңдей турган коррозиялык ойдуңдарды пайда кылат.

Температуранын термелүүлөрү боюнча аймактагы болот конструкцияларга кандай таасир этет?

Температуранын термелүүлөрү материалдарды кеңейтүүгө жана жыйланууга алып келет, бул коргоо каптамаларында трещиналарды пайда кылат. Бул микротрещиналар хлориддин кирүүсүнө жол ачып, коррозиянын темпин көп тездетет.

Коррозияга чыдамдуу сплавдар (КЧС) деген эмне жана алар кандай учурларда колдонулат?

Коррозияга чыдамдуу сплавдар (КЧС) — бул супер дуплекс нержиссиз болот жана никель-алюминий бронзалары сыяктуу, ар түрлүү түрдөгү деградацияга каршы турган арнайы материалдар. Алар адатта катуу деңиз ортосунда же техникалык кызмат көрсөтүүгө кирүү кыйын болгон учурларда колдонулат.

Көп катмарлуу каптама системалары горячее цинкование менен салыштырганда жакшыраак бышат?

Эки системанын да артыкчылыктары жана кемчиликтери бар. Терең гальванизациялап жабуу жөнөкөй компоненттер үчүн арзан жана төзүмдүү, ал эми көп катмарлуу жабуу системалары таасирге учураган формаларга жакшыраак ылайык, бирок алардын көбүрөөк сактоосу талап кылынат.