Suv ta'minoti quvurlarida katodik himoya texnologiyasini qo'llash

Quruqlikdagi suv quvurlarida katodik himoya qilish texnologiyasini qo'llash (po'lat quvurlar va PCCP) metall korroziyasini oldini olish va quvur liniyasining xizmat muddatini uzaytirishning asosiy usuli hisoblanadi. Po'lat quvurlari va oldindan kuchlanishli beton silindrli quvurlar (PCCP) o'rtasidagi moddiy xususiyatlar va xizmat ko'rsatish muhitidagi farqlar tufayli katodik himoyani loyihalash va amalga oshirishda sezilarli farqlar mavjud.

1. Korroziya muhiti va muammolari

Korroziyaning asosiy turlari:

• Elektrokimyoviy korroziya: tuproq namligi, sho'rligi va kislorodidagi farqlar natijasida hosil bo'lgan korroziya hujayralari.
• Adashgan oqim korroziyasi: yaqin atrofdagi elektr inshootlari va temir yo'l tranzitidan oqim aralashuvi.
• Mikrob korroziyasi (MIC): Sulfat{0}}qaytaruvchi bakteriyalar (SRB) anaerob tuproqlarda korroziyani tezlashtiradi.

Yuqori-xavfli hududlar:

• Payvand choklari va qoplama nuqsonlari: mahalliy ta'sirlangan po'lat quvurlar anod sifatida ishlaydi.
• Yuqori-tuzli/past qarshilikli tuproqlar (masalan, qirg‘oqbo‘yi hududlari): Korroziya tezligi yiliga 0,1~0,3 mm ga yetishi mumkin.

2. Katodik himoya texnologiyasini tanlash

Qurbonlik anod tizimi (Qurbonlik anodli CP, SACP)

1) Amaldagi stsenariylar:

• Qisqa-masofa (<5 km), small-diameter (
• Tuproq yoki chuchuk suv muhiti.

2) Anod materiallari:

• Magniy qotishma anodlari: yuqori harakatlanish kuchlanishi,-qarshiligi yuqori tuproq yoki chuchuk suv uchun mos.
• Rux qotishma anodlari: past harakatlanish kuchlanishi, past-rezistentlikli tuproqlar uchun mos (<1000 Ω·cm).

3) Dizayn parametrlari:

• Himoya oqimining zichligi: 0,02~10 mA/m² (qoplama sifati va quvur liniyasi stsenariylariga qarab, masalan, mintaqaviy tizimlarda 3PE-qoplangan ko'milgan quvurlar uchun 5-10 mA/m², 0,01-0,05 mA/m² uzunlikdagi quvur liniyasi uchun).
• Anodni ko'mish chuqurligi: 1,5 ~ 2 metr (quvurlar ostidagi nam tuproq qatlamlarida joylashgan).

Impressed Current System (Impressed Current CP, ICCP)

1) Amaldagi stsenariylar:

• Long-distance (>10 km), large-diameter (>DN1000) quvurlari.
• Tuproq yoki suv muhiti.

2) Tizim komponentlari:

• Anodli qatlamlar: yuqori{0}}kremniyli quyma temir anodlar, MMO (aralash metall oksidi) anodlari, grafit anodlari, moslashuvchan anodlar va boshqalar.
• Quvvat manbai: doimiy potentsial rektifikator (potentsialni -0,85~-1,20 V va Cu/CuSO₄ da boshqaradi).
• Yo'naltiruvchi elektrodlar: doimiy Cu/CuSO₄ elektrodlari (quvurlar yaqinida ko'milgan).

3) Dizaynning asosiy nuqtalari:

• Masofaviy anod yotoqlari oqimning notekis taqsimlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun quvur liniyalaridan 50 metrdan kattaroq yoki unga teng.
• Murakkab erlar yoki shahar zich hududlari uchun taqsimlangan anodli yotoqlari (ko'p tarqalgan nuqtalar).

Asosiy texnologiyalar va qo'shma himoya

1) Qoplama + CP sinergiyasi:

• Qoplama turlari: 3PE (uch{1}}qatlamli polietilen), FBE (fusion-bog'langan epoksi) va boshqalar.
• Qoplama nuqsonlarini boshqarish: shikastlangan nuqtalar uchun CP qoplamasi (joriy zichlik zarar darajasida 10 mA/m² dan kam yoki unga teng)<1%).

2) Bog'lash va izolyatsiyalash:

• Himoyalangan quvurlarni CP oqimlariga xalaqit berishi mumkin bo'lgan boshqa metall konstruktsiyalardan izolyatsiya qilish uchun izolyatsiyalovchi gardishlar yoki bo'g'inlardan foydalaning.
• Potensial farqlarni muvozanatlash uchun ulash kabellarini o'rnating.

1. PCCP korroziya mexanizmi

Strukturaviy xususiyatlar:

• Po'lat tsilindrlarga o'ralgan, beton tashqi qatlamlar bilan qoplangan, oldindan kuchlanishli po'lat simlar.
• Tel korroziyasi xavfi: Betonning karbonizatsiyasi yoki xloridning kirib borishi passivatsiya plyonkalarini yo'q qiladi.

Korroziya oqibatlari:

• Quvurlar portlashiga olib keladigan sim yoriqlari (masalan, Tampa ko'rfazida, AQSHda 2000 PCCP portlash hodisasi).

2. CP texnik muammolari

Joriy himoya:

• Beton qatlamlar oqimning simlarga etib borishiga to'sqinlik qiladi, bu esa maxsus dizaynlarni talab qiladi.

Vodorodning mo'rtlashishi xavfi:

• Haddan tashqari-himoya (potentsial<-1.00 V vs. Cu/CuSO₄) may cause hydrogen-induced fractures in high-strength wires.

Monitoring qiyinchiliklari:

• Betonga o'rnatilgan simlar himoya qatlamlari orqali potentsial o'lchovlarni talab qiladi.

3. CPni amalga oshirish yechimlari

Tarqalgan anodlar:

• Quvur devorlaridan tashqarida tuproqqa sink qotishma qurbonlik anodlarini yoki MMO lentali anodlar/o'tkazuvchan polimer anodlarini o'rnating.

Masofaviy anod yotoqlari:

• Mavjud quvurlar uchun beton qatlamlarga chuqur-quduqli anodli qatlamlardan foydalaning.

Dizayn parametrlari:

• Himoya potentsiali: vodorodning mo'rtlashishini oldini olish uchun -0,85~-1,00 V (Cu/CuSO₄ga nisbatan).
• Oqim zichligi: 0,1 ~ 1,0 mA / m² (yuqori beton qarshiligi tufayli past oqim talabi).

4. Monitoring va texnik xizmat ko'rsatish

Potentsial monitoring:

• Zondlar: sim potentsialini real vaqtda kuzatish uchun tuproqqa ko‘milgan to‘yingan Cu/CuSO₄ elektrodlari yoki betonga-qo‘yilgan Mn/MnO₂ elektrodlari.
• Seksiyonel izolyatsiya: mustaqil potentsial monitoring uchun PCCP quvurlarini segmentlarga bo'ling.

Tel uzilishi haqida ogohlantirish:

• Akustik emissiya (AE): tel sinishidan kuchlanish to'lqini signallarini aniqlang.
• Elektromagnit usul (EMAT): Simning yaxlitligini baholash uchun quvur sirtlarini skanerlang.

• Xitoy porti Karachi №4 suv quvuri EPC loyihasi, Pokiston
• JAFURAH tuzsizlantirish va suv ta'minoti loyihasi (JFD)
• Shinjon 180km PCCP quvur liniyasi CP loyihasi-qadoqlangan sink anodlari va yuqori-tozalikdagi sink lentali anodlardan foydalangan holda.
• Shinjon Kashi qishloq ichimlik suvi xavfsizligi loyihasi.
• Shinjon-Pishan daryosi havzasini qoʻshma suv taʼminoti loyihasi (I bosqich) CP
• Ningbo Taoyuan suv zavodi va chiquvchi quvur liniyasi CP loyihasi
• Putian Jinzhong suv markazini yo'naltirish loyihasi - Mazu filiali qirg'oq PCCP quvur liniyasi

1. Hozirgi muammolar

• PCCP oqimining notekis taqsimlanishi: Beton qalinligining o'zgarishi mahalliy -himoya ostida/ortiqcha{1}}himoyaga sabab bo'ladi.
• Xarajat-samaradorligi: PCCP CP narxi po'lat quvur tizimlariga qaraganda 3 ~ 5 marta yuqori (betonga kirish talablari tufayli).
• Vodorodning mo'rtlashishini nazorat qilish: aniq potentsial tartibga solishni talab qiladi (masalan, potentsial cheklovchilar yordamida).

2. Innovatsion yo'nalishlar

Aqlli anod materiallari:

• O'z-o'zini tartibga soluvchi anodlar- (namlik/sho'rlanishdan kelib chiqqan holda oqim chiqishini avtomatik sozlash).
• Nano-kompozit anodlar (masalan, joriy samaradorligini oshirish uchun CNT-kengaytirilgan MMO).

Raqamli monitoring:

• Potensial, joriy va akustik emissiya maʼlumotlarini real vaqt-tahlil qilish uchun IoT (Internet of Things) platformalari.
• Korroziya nuqtalarini bashorat qilish va himoya parametrlarini optimallashtirish uchun mashinani o'rganish.

Yashil texnologiyalar:

• Quyosh/shamoldan quvvat oladigan-ICCP tizimlari (masalan, Avstraliyaning Snowy Mountains gidroelektr sxemasi).

3. Standartlar va texnik shartlar

Xalqaro standartlar:

• NACE SP0169 (er osti yoki suv ostidagi metall quvurlar tizimlarida tashqi korroziyani nazorat qilish).
• NACE SP0100 (Beton bosimli quvurlar va ohaklarning tashqi korroziyasini nazorat qilish uchun katodik himoya-Suv yoki oqava suv xizmati uchun qoplangan po'lat quvurlari).

Xitoy standartlari:

• GB / T 21448-2017 "Ko'milgan po'lat quvurlarni katodli himoya qilish uchun texnik spetsifikatsiya" ko'milgan po'lat quvurlarni katodik himoya qilish usullari orqali korroziyadan himoya qilish standartlarini belgilaydi.
• GB/T 19685-2017 "Oldindan kuchlanishli beton silindrli quvurlar" suv va kanalizatsiya tizimlarida keng qo'llaniladigan oldindan kuchlanishli beton silindrli quvurlar uchun texnik xususiyatlarni taqdim etadi.
• GB/T 28725-2012 "Ko'milgan oldindan zo'riqishli beton silindrli quvurlarni katodik himoya qilish" ko'milgan oldindan zo'riqishli beton silindrli quvurlar uchun katodik himoya standartlariga qaratilgan bo'lib, ularning uzoq umr va yaxlitligini ta'minlaydi.

Quruqlikdagi suv quvurlarida (po'lat va PCCP) CP ilovalari maqsadli dizaynlarni talab qiladi:

• Chelik quvurlar: adashgan oqimlar va tuproq korroziyasini bartaraf etish uchun qoplama + CP sinergiyasiga e'tibor qarating.
• PCCP: Beton qatlamlar orqali to'g'ridan-to'g'ri simni himoya qilish va vodorodning mo'rtlashishi xavfini muvozanatlash.

Kelajakdagi tendentsiyalar uzoq masofalarga suv o'tkazish va shahar tarmoqlari uchun ishonchlilik talablarini qondirish uchun -vodorod-mo'rtligi past materiallar va yashil energiya yechimlarini ta'kidlaydi, bu esa suv infratuzilmasini asrlik-uzoq xizmat muddati sari olg'a suradi.