Σχολή Μηχανικών ΝΑΥΠΗΓΙΑ ΙΙ 07/ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΥΝΑΦΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 08/ ΠΡΟΛΗΨΗ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΥΦΑΛΩΝ Γ. Γκοτζαμάνης.

Παρουσίαση με θέμα: "Σχολή Μηχανικών ΝΑΥΠΗΓΙΑ ΙΙ 07/ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΥΝΑΦΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 08/ ΠΡΟΛΗΨΗ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΥΦΑΛΩΝ Γ. Γκοτζαμάνης."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Σχολή Μηχανικών ΝΑΥΠΗΓΙΑ ΙΙ 07/ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΥΝΑΦΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 08/ ΠΡΟΛΗΨΗ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΥΦΑΛΩΝ Γ. Γκοτζαμάνης

2 Στοιχεία Ναυπηγίας, Εμ. Ζωγραφάκη, Ίδρυμα Ευγενίδη,
Ship Knowledge, Klaas van Dokkum, Dokmar Maritime Publishers, ISBN Handbuch Korrosionschutz in der Seefahrt, Sebastian Diessner, Seehafen Verlag, ISBN Handbuch Nautik II, Knud Benedict / Christof Wand, Seehafen Verlag, ISBN Handbuch Schiffsbetriebtechnik, Hansheinrich Meier Peter, Seehafen Verlag, ISBN Β ι β λ ι ο γ ρ α φ ι α

3 ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΣΚΑΦΟΥΣ Το θαλάσσιο περιβάλλον προκαλεί φθορά της χαλύβδινης κατασκευής του πλοίου κατά την διάρκεια της ζωής του Απαιτείται συντήρηση του σκάφους ώστε Να ανταποκρίνεται στους κανόνες ασφαλείας από πλευράς φθορών Να είναι οικονομικά συμφέρουσα η χρήση του Να έχει καλή εμφάνιση Γ. Γκοτζαμάνης

4 Η ρύπανση υποχρεωτική προληπτική Η διάβρωση
Τα βασικά στοιχεία ενός προγράμματος διατήρησης και συντήρησης του σκάφους Η κατανόηση των αιτιών της φθοράς στο θαλάσσιο περιβάλλον Η ορθή σχεδίαση με σκοπό την επαρκή συντήρηση στις νέες κατασκευές Η επιλογή των κατάλληλων υλικών και μέτρων συντήρησης και η δημιουργία κινήτρων για τη χρησιμοποίηση νέων βελτιωμένων υλικών και διαδικασιών συντήρησης. υποχρεωτική Η συντήρηση διακρίνεται προληπτική Δύο είναι οι κυριότερες επιδράσεις του θαλάσσιου περιβάλλοντος στο σκάφος με την πάροδο του χρόνου. Η ρύπανση Η διάβρωση Γ. Γκοτζαμάνης

5 Η διάβρωση Διάβρωση είναι η φθορά ή η αποσύνθεση του μετάλλου συνέπεια χημικών ή ηλεκτροχημικών αντιδράσεων από το περιβάλλον. Η έναρξη του φαινομένου γίνεται στην επιφάνεια του μετάλλου. Στην έννοια αυτή δεν περιλαμβάνεται η φθορά λόγω μηχανικών αιτιών ή η σπηλαίωση της επιφάνειας του μετάλλου. Γ. Γκοτζαμάνης

6 συνέπειες της διαβρώσεως για τα πλοία είναι
η μείωση του πάχους και της αντοχής του μετάλλου και αύξηση των τάσεων η αύξηση της τραχύτητας της επιφάνειας και συνεπώς αύξηση της αντίστασης τριβής του σκάφους δηλαδή μεγαλύτερη δαπάνη ενέργειας για την πρόωση Γ. Γκοτζαμάνης

7 Η διάβρωση αποτελεί ένα τμήμα αυτού του κύκλου
αίτια Τα μέταλλα τείνουν να επανέλθουν στην κατάσταση από την οποία προήλθαν. Η διάβρωση αποτελεί ένα τμήμα αυτού του κύκλου ηλεκτροχημική καλείται η διάβρωση που γίνεται παρουσία ηλεκτρολύτη συνήθως υγρού και είναι ουσιαστικά χημική αντίδραση που συνοδεύεται από δίοδο ρεύματος χημική είναι η διάβρωση η οποία γίνεται χωρίς την παρουσία ηλεκτρολύτη και οι δύο μορφές διαβρώσεων έχουν κοινό αποτέλεσμα την οξείδωση του μετάλλου Γ. Γκοτζαμάνης

8 ένας καλός ηλεκτρολύτης (όπως είναι η θάλασσα).
τα ηλεκτρόνια επομένως κινούνται δια του σώματος του μετάλλου από περιοχή χαμηλότερου δυναμικού "άνοδος¨ προς περιοχή υψηλότερου δυναμικού "κάθοδος". Τα ηλεκτρικώς ουδέτερα άτομα στην επιφάνεια του μετάλλου διασπώνται από τον ηλεκτρολύτη σε θετικά ιόντα υπό μορφή μετάλλου σε διάλυση στον ηλεκτρολύτη και σε ελεύθερα ηλεκτρόνια τα οποία ως αρνητικώς φορτισμένα κινούνται διά του σώματος του μετάλλου προς ηλεκτροθετικότερα σημεία της επιφάνειας του μετάλλου. στα πλοία η διάβρωση που εμφανίζεται είναι κυρίως ηλεκτροχημική και για να συντελεστεί απαιτούνται δύο σημεία της μεταλλικής επιφάνειας με διαφορά δυναμικού, δηλαδή μια άνοδος και μια κάθοδος ένας καλός ηλεκτρολύτης (όπως είναι η θάλασσα). Γ. Γκοτζαμάνης

9 δημιουργώντας υδροξείδια οξείδια και χλωριούχα του μετάλλου
Τα μόρια του ηλεκτρολύτη που διασπόνται σε θετικά και αρνητικά ιόντα, κινούνται μέσα στον ηλεκτρολύτη και έλκονται αρνητικά ιόντα θετικά ιόντα μετάλλου άνοδος δημιουργώντας υδροξείδια οξείδια και χλωριούχα του μετάλλου Γ. Γκοτζαμάνης

10 δεσμεύοντας ηλεκτρόνια και εκλυόμενα σε ελεύθερο υδρογόνο κλπ.
Τα μόρια του ηλεκτρολύτη που διασπόνται σε θετικά και αρνητικά ιόντα, κινούνται μέσα στον ηλεκτρολύτη και έλκονται αρνητικά ιόντα θετικά ιόντα μετάλλου ΚΑΘΟΔΟΣ δεσμεύοντας ηλεκτρόνια και εκλυόμενα σε ελεύθερο υδρογόνο κλπ. Έτσι το κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα μεταξύ περιοχής ανόδου και καθόδου αποτελείται από ηλεκτρόνια μέσα στο μέταλλο ιόντα ηλεκτρολύτη σε διάλυση μέσα στον ηλεκτρολύτη επομένως πάντοτε η άνοδος φθείρεται. έτσι όταν στη πρύμνη του πλοίου τοποθετηθεί άλλο μέταλλο ηλεκτροαρνητικότερο από τον χάλυβα παραδείγματος χάριν ψευδάργυρος που έχει συνδεθεί ηλεκτρικώς με το σκάφος αυτό πια θα αποτελεί την άνοδο και θα φθαρεί. η ταχύτητα και ο ρυθμός διαβρώσεως καθορίζεται από τη σχέση επιφανειών καθόδου πρός άνοδο από την πλούσια παροχή ηλεκτρολύτη από την αυξημένη παρουσία οξυγόνου για να μην πολώνεται η κάθοδος από το εκλυόμενο υδρογόνο. Γ. Γκοτζαμάνης

11

12

13 ηλεκτρόνια μέσα στο μέταλλο
το κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα μεταξύ περιοχής ανόδου και καθόδου αποτελείται από ηλεκτρόνια μέσα στο μέταλλο ιόντα ηλεκτρολύτη σε διάλυση μέσα στον ηλεκτρολύτη επομένως πάντοτε η άνοδος φθείρεται όταν στη πρύμνη του πλοίου τοποθετηθεί άλλο μέταλλο ηλεκτροαρνητικότερο από τον χάλυβα παραδείγματος χάριν ψευδάργυρος που έχει συνδεθεί ηλεκτρικώς με το σκάφος αυτό πια θα αποτελεί την άνοδο και θα φθαρεί. Γ. Γκοτζαμάνης

14 η ταχύτητα και ο ρυθμός διαβρώσεως καθορίζεται
από τη σχέση επιφανειών καθόδου προς άνοδο από την πλούσια παροχή ηλεκτρολύτη από την αυξημένη παρουσία οξυγόνου για να μην πολώνεται η κάθοδος από το εκλυόμενο υδρογόνο. Γ. Γκοτζαμάνης

15 Ανάλογα με τον τρόπο που προχωρεί η διάβρωση διακρίνεται στις παρακάτω κατηγορίες
Γ. Γκοτζαμάνης

16 ομοιόμορφη προσβάλλεται ολόκληρη η επιφάνεια του μετάλλου και προχωρεί σε σχεδόν ομοιόμορφο βάθος διάβρωσης και αντιμετωπίζεται με αυξημένο πάχος του ελάσματος ανάλογα με το προβλεπόμενο όριο ηλικίας του σκάφους Γ. Γκοτζαμάνης

17 Επιφανειακή διάβρωση εμφανίζεται και σε περιπτώσεις ασυνέχειας στην σύνθεση του υλικού
Γ. Γκοτζαμάνης

18 κατά σημεία (στίγματα) ή ευλογίαση (Pitting).
αρχίζει σε ορισμένα ευπαθή σημεία και προχωρεί με μεγάλη ταχύτητα τοπικά προς το βάθος. συμβαίνει όταν μικρή ανοδική περιοχή περιβάλλεται από μεγάλη καθοδική επιφάνεια οπότε η ταχύτητα είναι μεγάλη (παραδείγματος χάριν όταν η προστατευτική επίστρωση του χρώματος αφαιρεθεί τοπικά οπότε το μέταλλο κάτω από αυτή γίνεται άνοδος μικρής επιφάνειας). Γ. Γκοτζαμάνης

19 σε κοιλότητες. μπορεί να εμφανιστεί σε κοιλότητες στις οριζόντιες επιφάνειες μελών της σηδηροκατασκευής δεξαμενών μέσα στις οποίες έχει παγιδευτεί διαβρωτικό υγρό. είναι μια τοπική διάβρωση που προχωρεί γρήγορα αρχίζοντας σε γωνίες κάτω από καρφιά, βίδες κλπ. ιδιαίτερα προσβάλλονται οι νικελιούχοι και ωστενικοί χάλυβες σε αντίθεση με τα κράματα αλουμινίου και χαλκού Γ. Γκοτζαμάνης

20 διάβρωση από ψηλές ταχύτητες.
Ανάλογα με τον τρόπο που προχωρεί η διάβρωση διακρίνεται στις παρακάτω κατηγορίες διάβρωση από ψηλές ταχύτητες. Η απομάκρυνση των υπολειμμάτων διάβρωσης από τη διαβρωμένη επιφάνεια επιταχύνεται από ψηλές ταχύτητες ροής ενώ ταυτόχρονα αυξάνεται η παροχή του οξυγόνου με αποτέλεσμα την επιτάχυνση της διάβρωσης. από μηχανική δράση. Η φθορά της επιφάνειας από τη ροή του νερού είναι πιο έντονη εκεί όπου μέσα στο νερό περιέχονται φυσαλίδες ή σωματίδια. Αυτά πέφτουν επάνω στην επιφάνεια του μετάλλου και αφαιρούν τη προστατευτική βαφή οπότε αρχίζει η ηλεκτροχημική διάβρωση. Το φαινόμενο είναι εντονότερο: Όταν η ροή γίνει στροβιλώδης ή Όταν υπάρχει στένωση. Η αποφυγή των δύο αυτών παραγόντων βοηθά την μείωση της διαβρώσεως από μηχανικά αιτία από συγκέντρωση τάσεων και ρηγματώσεων αρχίζει από μηχανικά αίτια δηλαδή από τοπική συγκέντρωση τάσεων όταν αυτές εναλλάσσονται ή υπερβαίνουν ένα ορισμένο όριο. Η εναλλαγή των τάσεων συντελεί στην αποφλοίωση του στρώματος σκουριάς που δημιουργείται και το οποίο προστατεύει μέχρι ένα ορισμένο σημείο το μέταλλο περιορίζοντας το ρυθμό της παραπέρα οξειδώσεως έτσι ώστε το γυμνό μέταλλο να βρίσκεται συνεχώς εκτεθειμένο στην επίδραση του οξειδωτικού περιβάλλοντος με αποτέλεσμα να πολλαπλασιάζεται ο ρυθμός οξειδώσεως και της φθοράς που προκαλείται από αυτήν. Είναι δυνατόν να αρχίσει και σε περιβάλλον, που υπό κανονικές συνθήκες δεν ευνοείται η διάβρωση, ακριβώς λόγω ύπαρξης τάσεων. Πολλές φορές όμως η ύπαρξη κρατήρα διάβρωσης είναι η αρχική αιτία, προχωρεί δε το φαινόμενο σε βάθος λόγω των υψηλών τάσεων. Γ. Γκοτζαμάνης

21

22 https://cathodicme.com/cathodic-protection/impressed-current-cathodic-protection-iccp-systems/

23

24

25

26 Γ. Γκοτζαμάνης

27 Γ. Γκοτζαμάνης

28 Γ. Γκοτζαμάνης

29 Γ. Γκοτζαμάνης

30

31

32

33