روشهای متداول حفاظت خوردگی در سیستم نیلینگ
تاریخ انتشار: ۰۶ تیر ۱۴۰۵
مقدمه
دوام و عملکرد بلندمدت دیوارهای نیلینگ تا حد زیادی به میزان محافظت نیلها در برابر خوردگی وابسته است. همانطور که در مقاله «عوامل مؤثر بر خوردگی نیلها و ارزیابی پتانسیل خورندگی خاک» توضیح داده شد، شرایط محیطی، ترکیب شیمیایی خاک، رطوبت و حضور یونهای مهاجم میتوانند نرخ خوردگی را افزایش دهند. همچنین در این مقاله روشهای تشخیص میزان تهاجمی بودن محیط بررسی شده است.پس از شناسایی شرایط خوردگی، انتخاب سیستم حفاظت مناسب اهمیت پیدا میکند. این سیستمها معمولاً بر پایه ایجاد یک مانع فیزیکی، فراهم کردن حفاظت شیمیایی یا ترکیبی از هر دو عمل میکنند.
۱- حفاظت توسط پوشش گروت
گروت سیمانی نخستین و متداولترین لایه محافظ در نیلینگ محسوب میشود. در این روش، نیل بهطور کامل در داخل گروت محصور شده و از تماس مستقیم فولاد با خاک جلوگیری میشود.عملکرد حفاظتی گروت تنها به جداسازی فیزیکی محدود نیست. محیط قلیایی ایجادشده توسط سیمان موجب کاهش احتمال شروع واکنشهای خوردگی شده و نفوذ اکسیژن، رطوبت و یونهای مهاجم را نیز محدود میکند.
برای دستیابی به عملکرد مناسب، لازم است ضخامت پوشش گروت در طول نیل یکنواخت باشد. به همین دلیل از فاصلهنگهدارها (Centralizer) استفاده میشود تا حداقل پوشش حدود ۲۵ میلیمتر در اطراف نیل حفظ شود.
با وجود مزایای فراوان، در خاکهای با پتانسیل خورندگی بالا نمیتوان تنها به گروت متکی بود. ایجاد ترکهای موضعی در اثر بارگذاری یا تغییرشکلهای زمین ممکن است مسیر نفوذ عوامل خورنده را فراهم کند؛ بنابراین در محیطهای مهاجم معمولاً استفاده از سیستمهای تکمیلی توصیه میشود.
۲- حفاظت با پوشش اپوکسی
در این روش سطح میلگرد پیش از انتقال به کارگاه با لایهای از اپوکسی پیوندی پوشانده میشود. این پوشش نقش یک عایق را ایفا کرده و تماس فولاد با محیط اطراف را به حداقل میرساند.اپوکسی علاوه بر ایجاد مانع فیزیکی، انتقال جریانهای الکتروشیمیایی مؤثر در خوردگی را نیز محدود میکند. با این حال، عملکرد موفق آن وابسته به سلامت کامل پوشش است. هرگونه آسیب ناشی از حمل، انبارش یا نصب میتواند اثربخشی سیستم را کاهش دهد.
پوششهای بکار رفته روی میلگردهای فولادی با رنگهای سبز، خاکستری و بنفش کدگذاری شدهاند. پوشش سبز اغلب بر اساس ASTM A7775/A775M استفاده میشوند. پوششهای خاکستری یا بنفش غالبا بر مبنای ASTM A934/A934M میباشند. پوشش اپوکسی خاکستری از پوشش اپوکسی سبز انعطافپذیری کمتر اما مقاومت شیمیایی بیشتری دارد. پوشش اپوکسی بنفش برای محیطهای دریایی یا محیطهای خشن مناسبتر میباشد. انعطافپذیری درازمدت رنگهای مختلف پوشش اپوکسی برای مقایسه در دیوارههای نیلینگ هنوز مطالعه نشدهاند. بنابراین، با توجه به طول عمر هیچ نوع پوشش اپوکسی بر نوع دیگر برتری ندارد.
استانداردهای متداول، ضخامت پوشش اپوکسی را در محدوده حدود ۱۸۰ تا ۳۰۰ میکرون توصیه میکنند. افزایش بیش از حد ضخامت نیز مطلوب نیست، زیرا ممکن است در محل رزوهها، کوپلرها و مهرهها مشکلات اجرایی ایجاد کند.
در پروژههایی که خاک دارای شرایط خورنده شدید است، اپوکسی بهتنهایی راهکار کافی محسوب نمیشود و معمولاً همراه با سایر روشهای حفاظت مورد استفاده قرار میگیرد.
۳. گالوانیزه کردن نیلها
یکی از رایجترین روشهای افزایش دوام نیلهای فولادی، پوششدهی سطح فولاد با فلز روی است. این فرآیند معمولاً به روش غوطهوری گرم انجام میشود و علاوه بر ایجاد یک لایه محافظ، خاصیت «فداشوندگی» نیز دارد.در صورت ایجاد خراش یا آسیب موضعی، لایه روی پیش از فولاد پایه دچار اکسیداسیون میشود و از گسترش خوردگی جلوگیری میکند. به همین دلیل گالوانیزه کردن ترکیبی از حفاظت فیزیکی و شیمیایی را فراهم میآورد.
البته کیفیت اجرای این روش به نحوه حمل، انبارش و نصب وابسته است. کشیده شدن میلگردها روی زمین، خمکاری نامناسب یا آسیبهای مکانیکی میتواند بخشی از پوشش را تخریب کند. در چنین شرایطی لازم است قسمتهای آسیبدیده با پوششهای ترمیمی حاوی روی بازسازی شوند.
حتی در صورت استفاده از گالوانیزاسیون، وجود پوشش مناسب گروت در اطراف نیل همچنان ضروری است و نباید حذف شود.
۴. غلافگذاری یا کپسوله کردن
در پروژههای دائمی و محیطهای با خورندگی بالا، از سیستم غلافگذاری برای افزایش سطح ایمنی استفاده میشود. در این روش، نیل درون یک غلاف پلیمری از جنس PVC یا HDPE قرار گرفته و فضای بین غلاف و میلگرد با گروت پر میشود.این آرایش چندلایه باعث میشود عوامل خورنده برای رسیدن به فولاد از چندین مانع مستقل عبور کنند. به همین دلیل غلافگذاری یکی از مطمئنترین روشهای حفاظت خوردگی در پروژههای حساس محسوب میشود.
برای عملکرد مناسب این سیستم باید:
- فضای داخل غلاف بهطور کامل با گروت پر شود.
- حداقل پوشش گروت در اطراف غلاف رعایت گردد.
- محل اتصال قطعات و کوپلرها بهگونهای آببندی شود که پیوستگی غلاف حفظ شود.
جمعبندی
انتخاب سیستم حفاظت خوردگی در نیلینگ باید براساس نتایج مطالعات ژئوتکنیکی، ارزیابی خورندگی خاک و عمر طراحی سازه انجام شود. گروت سیمانی بهعنوان لایه پایه در تمامی پروژهها استفاده میشود، اما در شرایط خورنده استفاده از پوشش اپوکسی، گالوانیزاسیون یا غلافگذاری میتواند دوام و قابلیت اطمینان سیستم را بهطور قابل توجهی افزایش دهد.پیش از انتخاب هر روش، توصیه میشود نتایج ارزیابی خورندگی خاک و عوامل مؤثر بر خوردگی نیلها بهدقت بررسی شود تا مناسبترین راهکار برای شرایط واقعی پروژه انتخاب گردد.