Tæringarvarnir

Upplýsingar sem sparað geta stórfé.

Eftir Einar B. Ísleifsson vélfræðing.

Tæring er vandamál sem kostar gífurlega fjármuni á ári hverju. Tæring í skipum er mest undir sjólínu og því ekki mjög sýnileg nema við slipptöku. Algengt er að skip komi upp sinklaus að hluta eða öllu leiti, þ.e. með fórnarskaut á botninum uppurin og með tærða skrúfu og jafnvel á botnsuðum líka. Viðgerð á skipsskrúfum og er mjög dýr og því er til mikils að vinna til að verja hana með viðeigandi ráðstöfunum. Sama má segja um botninn, dýrt er að skipta um botnplötur og endurnýja rafsuður. Útgerðarmenn reyna gjarnan að halda skipum sínum eins lengi á sjó og mögulegt er og því er orðið enn mikilvægara en áður að hafa tæringarvörnina sem fullkomnasta. Með nýjustu tækni í tæringarvörnum má gera stál undir sjólínu nánast ryðfrítt. Það er því til mikils að vinna.

Það má í grundvallaratriðum skipta tæringarvörnum í tvo flokka. Annars vegar að útiloka vatn og súrefni með málningu og hins vegar flytja rafstraum að málminum og hægja þannig á tæringarferlinu. Reynslan hefur sýnt að bland af báðum aðferðunum gefur bestan árangur or er hagkvæmust. Ég ætla með þessari grein að gefa innsýn í heim tæringarvarna (Cathodic Protection) þar sem ég veit að spara má verulega fjármuni í viðhaldi með því að veita þessum málum meiri athygli.

Hvað ræður líftíma fórnarkauta?
Það vefst gjarnan fyrir mönnum hvers vegna fórnarkaut á botni skipa endast mislengi. Útgerðarmenn sinka skip jafn mikið og alltaf hefur verið gert, en þegar skipið kemur upp reynist það vera sinklaust og með skemmdan botn og skrúfu. Flestum er ljóst að útleiðsla getur valdið því að skaut klárast fyrr, en það eru fleiri þættir sem spila þar inní eins og ef óvenju mikið af botnmálningunni flagnar af.

Til að verja stál í sjó þarf ákveðið magn af rafstraumi á hvern fermetra stáls. Straumþörfin fer eftir ástandi málningar og straumhraða sjávar (þ.e. siglingarhraða skips). Ending fórnarkauta fer því að verulegu leiti eftir því hversu góð botnmálningin er og í hvaða aðstæðum skipið er gerið út.  Skipsskrúfan sker sjóinn lang hraðast ásamt því að vera óvarin og því þarf hún mestan straum.

Hvernig er fjöldi forskauta ákveðinn?
Þegar fjöldi forskauta er ákveðinn er almennt miðað við 15-30 milliamper á hvern fermetra undir sjólínu. Ber skipsbotn þarf aftur á móti 100-300 mA/m2 til að ná verja hann. Það segir sig því sjálft að ef botn skips er málaður við erfiðar aðstæður, þannig að málningin tollir illa á, geta skautin brunnið upp á mun styttri tíma en venjulega.

Fórnarskaut á botni skipa virka svipað og rafhlöður sem gefa stöðugt frá sér straum, í samræmi veið stærð þeirra. Þannig gefur 3,2 kílóa (2,6kg nett) álskaut af algengri gerð frá sér allt að 500 ma. straum. Hvert kíló af álskautum inniheldur 2700 amperstundir. Þannig að ofangreint álskaut getur gefið frá sér 0,5 amper í 19 mánuði miðað við eðlilegar aðstæður. Þetta gefur vísbendingu um þá útreikninga sem liggja á bakvið ákvörðun um fjöldi skauta. Álskaut mynda oxunarhúð sem takmarkar strauminn sem þau gefa frá sér, því er óhætt að setja mjög ríflegt magn af álskautum á botninn. Það er algengt að sett séu álskaut sem gefa allt að 60 ma./m2 á íslensk togskip til að ná allt að tveggja ára líftíma. Það er einnig mikilvægt að miða stærð skautanna við áætlaðan líftíma, þar sem mörg lítil skaut gefa frá sér meiri straum en færri stór skaut að sömu þyngd og endast skemur. Of mörg sinkskaut geta aftur á móti valdið ofsinkun og flögnun á botnmálningu og tæringu.

Tæringarvörn fyrir sjótanka.
Það er mjög mikilvægt að huga einnig að tæringarvörnum í sjótönkum. Þörfin fyrir tæringarvörn er minni þar heldur en utan á skrokknum en engu að síður getur hún verið veruleg ef þeir eru ekki vel varðir. Það er því ástæða til að hafa fórnarskaut í öllum sjótönkum og fylgjast með þeim í hverjum slippi.

Tæringu má mæla.
Til eru einfaldir mælar til að mæla hversu virk tæringarvörnin er á botni skipa. Lítill sink nemi er látinn síga í sjóinn við skipshlið og mældur spennumunurinn milli nemans og skipsins með nákvæmum spennumæli. Það er því hægt að mæla með mikilli nákvæmni hvort tæringarvörnin virkar og hversu mikil vörnin er. Það þarf því ekki að vera nein óvissa um virkni tæringarvarnar.

Hvers vegna tærast skipsskrúfur?
Eins og nefnt var að ofan þá er skrúfan sá hluti skipsins sem þarf mesta tæringarvörn. Hún getur þurft allt að 1000 mA/m2. Líftími hennar fer því að mjög miklu leiti eftir því hversu vel hún er varin. Vörn skrúfunnar fer alfarið eftir því hversu gott jarðsambandið er milli skrúfuáss og skipsskrokksins. Skrúfuáslegurnar eru þannig hannaðar að ásinn á að fljóta í olíufilmu og því er jarðsambandið oft mjög ótryggt, þegar legurnar eru búnar að slípast til og ásinn hefur náð góðu floti. Tærð skrúfa getur því verið merki um gott ástand á skrúfuáslegum!

Hvað er til ráða?
Það er algjört lykilatriði að tryggja að skrúfan sé alltaf í fullkomnu jarðsambandi. Besta aðferðin til að þess, er að hafa sleituhring á skrúfuásnum. Til að tryggja lágmarks viðnám er sett kopargjörð á skrúfuásinn með þykku lagi af silfri og burstahaldari á móti með silfur/graphite burstum. Það er ekki nóg að setja rafmótorkol beint á skrúfuásinn eins og víða er gert því að það er of mikið viðnám í þeirri tengingu. Án sleituhrings getur mælst 200-300 millivolt spennumunur milli skips og skrúfu. Með ófullkomnum sleituhring næst þessi munur niður í 100-250 millivolt en með ofangreindum silfursleituhring með silfur/graphite burstum næst munurinn niður í aðeins 10 millivolt. Þetta sýnir hversu mikilvægt það er að velja rétta gerð af sleituhring og burstum.

Það má einnig minnka cavitation tæringu!
Það er algengt að menn álykti að tæring í skrúfu sé vegna "cavitation" tæringar og telji því að ekkert sé við því að gera. Þetta hefur verið afsannað. Cavitation tæring á sér stað þegar vacuumbólur myndast og springa í sífellu á skrúfunni og éta hana upp. Hvers vegna geta vacuum bólur sem mynda eingöngu eitt bar í undirþrýsting stórskemmt skrúfur? Skýringin er sú að þegar bólurnar springa þá mynda þær örlítinn rafstraum sem dregur rafeindir frá skrúfunni. Þessi kraftur getur numið 100 mA/m2. Það hefur verið sýnt fram á með tilraunum að ef nægilega mikill straumur (frá anóðum eða rafrænni tæringarvörn) er settur á skrúfuna má hægja mjög verulega á cavitation tæringu.

Öryggi & líftími
Það er ljóst að fórnarskaut hafa takmarkaðan líftíma og því algjört lykilatriði að fylgjast vel með ástandi þeirra. Með tímanum tærast skautin og minnka og afköst þeirra dofna, en á sama tíma eykst þörfin fyrir tæringarvörn eftir því sem ástand botnmálningar versnar. Einnig kemur það fyrir að skautin tærast ekki vegna rangrar málmblöndunar og veita því falskt öryggi. Með því að mæla ástand tæringarvarnarinnar reglulega og bæta við skautum þegar þörf er á má minnka viðhaldskostnaðinn verulega.

Rafræn tæringarvörn.
Tæknilega fullkomnasta og öruggasta tæringarvörnin sem völ er á í dag er sú rafræna, kölluð Impressed Current Cathodic Protection. Með þeim búnaði er þörfin fyrir tæringarvörn stöðugt mæld og straumnum stýrt í samræmi við þörf. Þessi búnaður tryggir að tæring getur varla átt sér stað undir sjólínu. Búnaðurinn samanstendur af tölvustýrðu stjórntæki með innbyggðum straumgjafa og regli, rafskautum, nemum sem nema þörfina fyrir tæringarvörn og sleituhring. Nemarnir nema þörfina fyrir tæringarvörn og stjórntækið stýrir stöðugt straumnum út á skautin í samræmi við þörf á hverjum tíma.

Stjórntækið er búið fullkomnu viðvörunarkerfi sem gerir viðvart ef tæringarvörnin er undir eða yfir innstilltu gildi, þannig að rekstraröryggið er mikið.

Nýji Dettifoss ásamt fjölda annarra skipa er með rafræna tæringarvörn frá Cathelco. Þessi búnaður er orðinn mjög algengur um allan heim, en á Íslandi eru fjölmörg skip með þennan eða samskonar búnað.

Gróður- & tæringarvörn fyrir sjólagnir.
Hindra má skelja- & gróðurmyndun í sjólögnum og minnka tæringu verulega með búnaði sem settur er í sjóinntök skipa. Búnaðurinn samanstendur af kopar- & álskautum sem sett eru í sjóinntök eða sjósíur og stjórntæki sem stýrir rafstraum út á skautin. Koparskautin auka koparinnihald sjávar og hindrar að lífverur þrífist í lögnunum og álskautin mynda tæringarvarnarhimnu innan á lögnunum. Búnaðurinn er vistvænn þar sem kopar er eitt af náttúrulegum efnum sjávar og því er eingöngu verið að auka koparmagnið.

Greinarhöfundur er framkvæmdastjóri Stálvéla ehf, sem er sérhæft fyrirtæki í tæringarvörnum og veitir alhliða tækniþjónustu við tæringarvarnir.

Sendu okkur Þetta tölvupóstfang er varið gegn ruslpósts þjörkum, Þú verður að hafa JavaScript virkt til að sjá það. ef þér óskið nánari upplýsinga eða hringið til okkar

STÁLVÉLAR EHF

Pósthólf 121 - 202 Kópavogi Sími 554 5683 - Fax 564 2315

Til baka