اخبار

در کشور تولید شد/ پوشش نانوکامپوزیتی پایه اکسیدگرفن تک لایه برای حفاظت از خوردگی دکل­های انتقال گالوانیزه

بسپار / ایران پلیمر محققان پژوهشگاه رنگ برای نخستین بار موفق به تهیه پوشش نانوکامپوزیتی پایه اکسیدگرفن تک لایه برای حفاظت از خوردگی دکل­های انتقال گالوانیزه شدند.

این پروژه به درخواست پژوهشگاه نیرو به عنوان کارفرما (در قالب طرح صنعتی) توسط پژوهشگاه رنگ به عنوان مجری به انجام رسید. دکل­های فلزی از جنس گالوانیزه به طور گسترده­ای در صنعت انتقال برق و سایر بخش­های وزارت نیرو کاربرد دارند. اساس عملکرد گالوانیزه در مواجهه با اتمسفر خورنده به این صورت است که فلز روی به دلیل برخورداری از پتانسیل الکتروشیمیایی منفی تر از فلز آهن یک سل گالوانیک با آن تشکیل داده و به روش حفاظت کاتدی از فلز آهن محافظت به عمل می­ آورد. اما در طول زمان با مصرف و اکسید شدن لایه روی عملکرد حفاظتی آن کاهش می یابد. با توجه به گزارشات رسیده دکل­های گالوانیزه در مناطق جنوبی و نیز صنعتی نظیر اراک دچار خوردگی شدید شده اند و نیازمند حفاظت می باشند. به دلیل پیچیده بودن سازه و نیز زنگ زدگی استفاده از پوشش مناسب برای افزایش طول عمر دکل ها ضروری به نظر می رسد. استفاده از سیستم های پوشش های پلیمری یک راهکار جهت افزایش طول عمر دکل ها محسوب می شود. با این حال انتخاب سیستم مناسب می بایست با توجه به شرایط محیطی، ملاحظات اعمال و میزان خوردگی اولیه دکل تعیین گردد. سیستم های پوششی رایج عمدتا سه لایه بوده که لایه بیرونی نقش حفاظت در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید، لایه میانی خواص مکانیکی و خوردگی و لایه آستری نقش چسبندگی و خوردگی را ایفا میکند. استفاده از این سیستم برای دکل های انتقال با توجه به شرایط اعمال، پیچیدگی سازه و گستردگی سطح توجیه پپذیر نمی باشد. همچنین اعمال سه لایه پوشش فرایندی زمان بر و پرهزینه می باشد. در این پروژه یک پوشش نانوکامپوزیتی منحصر به فرد تک لایه بر پایه اکسید گرافن طراحی و از آن جهت حفاظت دکل بهره گرفته خواهد شد. مزیت این سیستم پوششی تک لایه بودن، فرایند اعمال آسان و کم هزینه تر در مقایسه با سیستم پوششی سه لایه و نیز خواص مناسب ضدخوردگی، جوی، و مکانیکی آن می باشد. طراحی پوشش نانوکامپوزیتی مناسب، پیشنهاد روش مناسب آماده سازی دکل (با هدف حذف آلودگی ها و زنگ های سطحی) و نیز روش مناسب اجرای پوشش از اهداف مهم مورد نظر در این پروژه می باشد. نتایج این طرح در ادامه می تواند برای سایر دکل های خطوط انتقال و نیز شبکه های برق رسانی که دچار خوردگی شدید شده اند نیز مورد استفاده قرار گیرد. همچنین برای دکل های جدید نیز می توان از این پوشش بهره گرفت. پوشش مورد استفاده دراین تحقیق بر پایه تکنولوژِی روز دنیا بوده که مشابه داخلی نداشته و توسط تیم مجری مورد بررسی قرار گرفته است.

دکتر رمضان­زاده مجری و عضو هیئت علمی پژوهشگاه رنگ در این خصوص گفت: در این پروژه پوشش نانوکامپوزیتی برای دکل­های گالوانیزه جدید تولید شده و نیز دکل های با عمر بالا که دچار خوردگی شدید شده اند ارائه خواهد شد. با توجه به شرایط آب و هوایی متنوع در ایران (گرم و خشک تا سرد و مرطوب) لزوم استفاده از پوششی که بتواند طول عمر آن را افزایش دهد ضروری به نظر می رسد. لذا در این طرح دستور العمل مناسب برای هر دو حالت دکل های جدید و نیز خورده شده ارائه خواهد شد.

ویژگی های پوشش نانوکامپوزیتی در مقایسه با پوشش های رایج:

  • در سیستم پوششی چند لایه رایج یک لایه پوشش برای اسجاد چسبندگی، یک لایه پوشش برای ایجاد خواص ضدخوردگی و نیز یک لایه برای ایجاد خواص مقاومت جوی در برابر نور خورشید استفاده می شود. عمدتا این پوشش ها عمر مفید ۳ تا ۵ سال دارند و پس از آن تخریب می گردند. فرایند اجرای پیچیده، پر هزینه و ضخامت بالای پوشش از جمله نقاط ضعف دیگر این پوشش ها می باشد. در بهترین حالت دوام خوردگی این پوشش ها ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ ساعت دوام در آزمون تشدید یافته خوردگی مه نمکی و ۶۰۰ ساعت آزمون جوی QUV می باشد.
  • پوشش نانوکامپوزیتی تک لایه تنها با یک بار اجرای رنگ با ضخامت کمتر هزینه کمتر و تمامی ویژگی های سیستم پوششی چند لایه را به صورت هم زمان دارا می باشد. ضخامت پوشش های رایج از ۱۲۰ تا ۲۰۰ میکرون متغیر می باشد. انتظار می رود این پوشش با ضخامت ۱۰۰ تا ۱۵۰ میکرون با دوام بسیار بالاتر عمل نماید. دوام خوردگی این پوشش حداقل ۴۰۰۰ ساعت آزمون مه نمکی و ۱۰۰۰ ساعت آزمون QUV بدون تخریب سطحی و تغییر رنگ است. مصرف رنگ بسیار پایین تر و نیز زمان اجرای کوتاه تر از جمله مزایای دیگر این پوشش ها می باشند.
  • از نقطه نظر اقتصادی هزینه اجرای پوشش یک سوم پوشش رایج و قیمت آن نیز نصف قیمت هر لایه پوشش رایج می است.

مزایای مهم استفاده از نانوپوشش گالوانیزه سرد

۱- محصول مورد بررسی در این پژوهش کاملا منحصر به فرد بوده و نمونه مشابه داخلی ندارد. همچنین نمونه خارجی آن نیز بر پایه تکنولوژی نانو نبوده و این محصول را می توان اولین محصول نانویی گالوانیزه سرد نامید.

۲- تک لایه بودن، تک جزئی و هوا خشک بودن، و روش‌های اعمال آسان و نیاز به حداقل آماده‌سازی سطح برای اعمال از جمله مزایای این پوشش است.

۳- هزینه تولید و اعمال رنگ به میزان ۶۸% کمتر از سامانه‌های پوششی (عمدتا ۲ تا ۳ لایه) رایج ضدخوردگی می‌باشد.

  • به دلیل استفاده از نانوذرات پوشش از دوام ضدخوردگی (حفاظت کاتدیک، سدگری) بسیار بالا و مقاومت بالای UV برخوردار می‌باشد.
  • کلیه مواد اولیه مورد استفاده جهت تولید محصول در داخل کشور موجود و یا تولید می‌گردند. این بدان معنا می‌باشد که در شرایط تحریم اقتصادی پوشش مذکور قابل تولید می‌باشد و از خروج ارز از کشور تا حد زیادی جلوگیری می‌کند.

پوشش های نانوکامپوزیتی ساخته شده به صورت میدانی بر روی دکل های انتقال نیرو گالوانیزه در شمال کشور نیز اعمال گردید و پس از گذشت سه سال بدون تغییر و مقاوم در برابر شرایط محیطی خورنده باقی مانده است. در زیر تصاویر مروبط به دکل های رنگ آمیزی شده توسط نانوپوشش گالوانثیزه سرد نمایش داده شده است.

 

شکل ۱- نمایی از بخش های رنگ آمیزی شده توسط نانوپوشش گالوانیزه سرد واقع در شمال کشور

 

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا