بررسی نحوه پیکربندی لوله های مدفون در خاک حفاظت شده توسط cp بر روی پتانسیل الکتروشیمیائی، به کمک روش bem و الگوریتم ژنتیک
چکیده
حفاظت کاتدی یکی از مهمترین روشهای جلوگیری از خوردگی سازه های فلزی است. این روش به ویژه برای حفاظت لوله های انتقال مایعات و گازها بسیار کاربرد دارد. با استفاده از این تکنیک می توان خوردگی را در این سازه ها به صفر رساند. هدف عمده از کار فوق بررسی نحوه توزیع پتانسیل بر روی سطح لوله های مدفون در خاک می باشد. این کار همراه با بررسی نحوه تاثیر پذیری این سیستمها از پیکربندی سیستم حفاظت کاتدی بکار رفته، می باشد. برای انجام این مهم و بدست آوردن توزیع پتانسیل روی لوله از یک روش حل عددی برای مدلسازی سازه و بدست آوردن توزیع پتانسیل استفاده شده است. ابتدا بر مبنای تئوری الکتروشیمیائی خوردگی سعی شده است که مدلی ریاضی برای توضیح رفتار یونها و واکنشهای خوردگی ارائه شود. سپس، یک مدل المان مرزی (bem) برای بررسی توزیع پتانسیل در اثر تغییر موقعیت آندها در حفاظت کاتدی سیستمهای فرضی از لوله ها تولید شده بود. چندین حالت برای بررسی نحوه توزیع پتانسیل حل شده بود. سیستمهای در نظر گرفته شده از سیستم ساده یک لوله-یک آند آغاز شده است و به مدلسازی سیستمهای پیچیده تر نظیر شبکه لوله ها منتهی شده بود. نتایج بدست آمده نشان داده بود که اولا جریانهای موجود در سیستم بر روی مدل پخش پتانسیل روی سطح لوله ها تاثیر زیادی دارد و دوما هر چه فاصله آندها از لوله ها بیشتر می شود این جریانها تقریبا تاثیر خود را از دست می دهند و با توجه به قدرت پرتاب آندها توزیع پتانسیل روی سطح لوله ها یکنواخت تر می گردد. پس از بررسی نحوه عملکرد هر یک از سیستمها، با تولید الگوریتمهای موثر سعی شد تا با کوپل کردن روش اجزاء مرزی و بکار بردن الگوریتم ژنتیک، مسئله را به نحوی بهینه کرد که کمترین مقدار جریان از آندها برای حفاظت کامل لوله ها(در شرایط سیستم جریان اعمالی) خارج گردد . این امر با تغییر نقطه قرار گیری آند برای تامین توزیع پتانسیل یکنواخت و مناسب روی سطح لوله انجام شده بود، به طوریکه میزان این پتانسیل زیر مقدار بحرانی قرار داشته باشد تا لوله از خوردگی حافظت کامل شود.