VẤN ĐỀ CHỐNG ĂN MềN ĐỐI VỚI CễNG TRèNH BIỂN CỐĐỊNH.
6.6.3.Bảo vệ Catot.
Bảo vệ catot được sử dụng cú hiệu quả để ngăn ngừa và ngừng ăn mũn cốt thộp trong bờ tụng (đặc biệt bị nhiễm bẩn Cl-) cho cầu cảng, đờ đập, cụng trỡnh biển và cỏc cụng trỡnh dõn dụng.
Trong những năm 50, ở Mỹ bắt đầu ỏp dụng bảo vệ catot cho cỏc đường ống dẫn nước bằng bờ tụng cốt thộp và cỏc sàn cầu ở California. Vào năm 1982 ữ 1983 người ta thử nghiệm bảo vệ chõn cầu tàu ở vịnh Burlinhton. Chõn múng bằng bờ tụng cốt thộp của cỏc cột điện cao thế ( từ 69kv ữ 756kv) ở Kenturky, levis và taxas đều được bảo vệ bằng catot. Tất cả những đường ống dẫn dầu, khớ đốt ở dưới biển được bọc bờ tụng và bảo vệ catot.
Ở Mỹ hiện tại phải cần 20 tỷ USD cho sửa chữa cầu bờ tụng do ăn mũn. Chương tỡnh nghiờn cứu đường cao tốc (The starategic Highway research Program) đó được bảo vệ 287 cầu và cụng trỡnh dưới nước bằng phương phỏp Catot với đầu tư 150 triệu USD trong 5 năm. Ở Anh cú 35 hệ thống được bảo vệ catot, chủ yếu là cầu và đờ đập, sau 7 năm vấn hoạt động bỡnh thường. Ở Đan Mạch cú khoảng 40 hệ thống. Ở í cú khoảng 40.000m2 mặt cầu bờ tụng cốt thộp được bảo vệ Catot (số liệu năm 1994).
6.6.3.1. Nguyờn lý bảo vệ catot.
Bảo vệ catot là quỏ trỡnh ngăn cản phản ứng anot ion húa kim loại (tạo gỉ) bằng cỏch tạo điện trường ngược chiều với quỏ tỡnh ion húa kim loại cần bảo vệ, chống lại dũng điện phỏt sinh bởi quỏ trỡnh ăn mũn. Hay núi cỏch khỏc bảo vệ catot là tăng phõn cực catot (làm cho điện thế õm hơn) cho kim loại cần bảo vệ (cụng trỡnh) bằng cỏch cung cấp cho kim loại cần bảo vệ một nguồn điện tử.
Nguồn điện tử đú cú thể lấy trực tiếp từ nguồn điện một chiều. Khi đú cụng trỡnh cần bảo vệ (cốt thộp trong bờ tụng) được nối với cực õm của nguồn điện một chiều. Cũn cực dương nối với anot phụ làm bằng vật liệu trở hoặc ớt tan như platin, graphit, gang si lic, polymer dẫn điện, cỏc oxyt dẫn điện phủ lờn... phương phỏp này gọi là phương phỏp bảo vệ catot bằng dũng điện ngoài (hỡnh 6.5).
Nguồn điện tử cũng cú thể lấy từ một kim loại hoặc hợp kim khỏc mà trong mụi trường nú cú điện thế õm hơn điện thế của kim loại cần bảo vệ (vớ dụ cốt thộp). Do đú, khi được nối kim loại đú với cốt thộp, sẽ tạo thành cặp pin ăn mũn, mà trong đú anot là kim loại cú điện thế õm hơn (anot hy sinh) sẽ bị tan ró và cung cấp dũng điện bảo vệ cốt thộp. Phương phỏp này gọi là phương phỏp bảo vệ catot bằng anot hy sinh hay bằng protector (hỡnh 6.6).
Về nguyờn tắc, trong cỏc mụi trường điện ly đều cú thể sử dụng phương phỏp bảo vệ catot bằng dũng điện ngoài hay protector để chống ăn mũn cho cỏc cụng trỡnh thộp hoặc cốt thộp trong bờ tụng, đặc biệt bờ tụng cốt thộp trong mụi trường khớ quyển, người ta chỉ dựng dũng điện ngoài, do bờ tụng cú điện trở cao (10 ữ 89kΩ.cm).
Thép Điện cực Anod so sánh - + (C, Pt...) Hỡnh 6- 5 Bảo vệ Catod bằng dũng điện ngoài. Thép (Hợp kim Anod Dây dẫn Zn, Al, Mg) Hỡnh 6- 6 Bảo vệ Catod bằng Anod hy sinh. 6.6.3.2. Những ưu điểm của phương phỏp bảo vệ catot. - Cú thể làm dừng hẳn quỏ trỡnh ăn mũn đó xẩy ra; - Khụng cần cú chếđộ xử lý làm sạch bề mặt kim loại; - Trong một cụng trỡnh cú những vựng bị ăn mũn và vựng khụng bị ăn mũn (qua khảo sỏt và đo điện thế). Những vựng bị ăn mũn nhiều (hot sport) cú thể dựng phương phỏp bảo vệ catot để ngăn chặn quỏ trỡnh ăn mũn ở vựng đú.
Những ưu điểm này đặc biệt phự hợp với yờu cầu bảo vệ cho cỏc cụng trỡnh bị ăn mũn cần sửa chữa. Phương phỏp này cú hiệu quả nhất đối với cụng trỡnh trong mụi trường ion Cl- mà phương phỏp khỏc khụng giải quyết triệt đểđược.
6.6.3.3.Cỏc bước tiến hành. - Thiết kế;
- Lựa chọn hệ anot, phương phỏp lắp đặt hệ anot; - Lắp đặt, thi cụng;
- Kiểm tra theo dừi hoạt động của hệ bảo vệ.
Ở những nước cụng nghiệp phỏt triển, phương phỏp bảo vệ catot chống ăn mũn cốt thộp trong bờ tụng (kể cả trong khớ quyển) đó được ỏp dụng rộng rói cho cỏc cụng trỡnh cầu, cảng, ống dẫn dầu, khớ được bọc bờ tụng, đập thủy điện, cụng trỡnh thủy cụng... Trong đú ở Việt Nam, qua khảo sỏt điều tra cho thấy cú nhiều cụng trỡnh bờ tụng cốt thộp bị phỏ hủy do ăn mũn, nhất là những cụng trỡnh ven biển. Nhưng cho đến nay hầu như cỏc cụng trỡnh chưa ỏp dụng phương phỏp bảo vệ catot. Một phương phỏp rất cú hiệu quả và rất cần thiết đối với cỏc cụng trỡnh lõu năm.
Chương 7.