Αυτόνομο και αυτορρυθμιζόμενο σύστημα καθοδικής προστασίας επιβαλλόμενου ρεύματος
Loading...
Date
2025-07-07
Authors
Κοσκινάς, Ανδρέας
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο να εξερευνήσει την δυνατότητα εφαρμογής καθοδικής προστασίας σε υφιστάμενες κατασκευές με σκοπό την πρόληψη ή την αναστολή της διάβρωσης μεταλλικών στοιχείων αυτών. Εστιάζει στην προστασία του οπλισμού κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος από την διάβρωση όπως και στην ταυτόχρονη προστασία συστημάτων θεμελιακής γείωσης. Περαιτέρω ο στόχος της εργασίας δεν είναι μόνο
η κρίση της επάρκειας ενός αντίστοιχου συστήματος αλλά και η υλοποίηση του με τρόπο αυτόνομο και αυτορρυθμιζόμενο. Έτσι, σκοπός είναι να επιτευχθεί η κατασκευή ενός συστήματος το οποίο θα μπορεί να τροφοδοτείται από αυτόνομη πηγή ενέργειας και να αυτοπροσαρμόζεται στις αλλαγές του περιβάλλοντος εντός του οποίου ευρίσκεται η υπό προστασία κατασκευή. Για την επίτευξη αυτών των σχεδιαστικών και κατασκευαστικών στόχων ακολουθείται η εξής απλοποιημένη λογική: Μελέτη – Σχεδίαση – Κατασκευή. Για την κρίση της επάρκειας της αντιδιαβρωτικής προστασίας κατασκευάζονται 3 πρότυπα δοκίμια οπλισμένου σκυροδέματος που φέρουν στοιχεία θεμελιακών γειώσεων. Τα δοκίμια επίσης περιλαμβάνουν όλες τις συνήθεις κατασκευαστικές πρακτικές ορθές και λάθος, ώστε να εκτιμηθεί η δυνατότητα της παροχής προστασίας σε πραγματικές συνθήκες. Εξετάζονται 2 είδη καθοδικής προστασίας. Η καθοδική προστασία επιβαλλόμενου ρεύματος και η γαλβανική καθοδική προστασία θυσιαζόμενων ανόδων, ενώ το 3 δοκίμιο δρα ως αναφορά για την αξιολόγηση της επίδοσης των άλλων 2 μεθόδων. Η εφαρμογή της καθοδικής προστασίας επιβαλλόμενου ρεύματος γίνεται με τρόπο δυο ηλεκτρολυτών όπου η γραμμική άνοδος ευρίσκεται ενταφιασμένη στο περιβάλλοντα χώρο της κατασκευής εντός του εδάφους ενώ το υπό προστασία υλικό ενταφιασμένο εντός του σκυροδέματος, παρουσίας συνθήκων διεπαφών εδάφους – σκυροδέματος. Για τον έλεγχο αυτής της διάταξης κατασκευάζεται πρότυπος πίνακας ελέγχου ο οποίος φέρει όλο τον λειτουργικό εξοπλισμό τροφοδοσίας – αποθήκευσης – παροχής. Η τροφοδοσία του συστήματος γίνεται με φωτοβολταϊκό πάνελ και ελεγκτή φόρτισης που καλείται να τροφοδοτεί την πηγή αποθήκευσης με βέλτιστο τρόπο. Γεγονός που με ορθή διαστασιολόγηση καθιστά το σύστημα πλήρως αυτόνομο. Η παροχή ρεύματος προστασίας γίνεται με χρήση μετατροπέα DC-DC με λειτουργία συνεχούς ρεύματος (CC) όπου καθιστά το σύστημα αυτορρυθμιζόμενο καθώς μπορεί να προσαρμόζει την τάση εξόδου του ανάλογα με
την ειδική αντίσταση του εδάφους ώστε να διατηρεί το ρεύμα προστασίας σταθερό ανεξάρτητα των επικρατουσών εδαφικών συνθήκων. Επιπλέον στην διάταξη ενσωματώνονται και κατάλληλα συστήματα που δίνουν την δυνατότητα της μακροσκοπικής εκτίμησης της επάρκειας της καθοδικής προστασίας με χρήση διεθνών αποδεκτών κριτηρίων. Τέλος, γίνεται μελέτη συστήματος προστασίας της διάταξης από άμεσα και έμμεσα κεραυνικά πλήγματα με χρήση κατάλληλου απαγωγού κρουστικών υπερτάσεων, στοιχείο που αποτελεί πρότυπο έργο του συγγραφέα. Βαρύτητα δίδεται επίσης στην επεξήγηση της εφαρμογής καθοδικής προστασίας σε πραγματικές κατασκευές και όχι σε πειραματικές διατάξεις, αναφέροντας μεθόδους, τεχνικές και υλικά που χρησιμοποιούνται. Στην παρούσα διπλωματική αναφέρονται οι πιο σύγχρονες τεχνολογίες υλικών και μεθόδων κατά την στιγμή της συγγραφής. Κάθε κεφάλαιο περιλαμβάνει εκτενέστατες τεχνικές αναλύσεις της μελέτης και του υπολογισμού κάθε υποσυστήματος καθώς και επακόλουθα κεφάλαια που εμβαθύνουν στην κατασκευαστική φύση των υπό εξέταση αντικειμένων.
Description
Keywords
Καθοδική προστασία, Οπλισμένο σκυρόδεμα, Επιβαλλόμενο ρεύμα