Itsasoko energia eolikoaren alorrean, giza ingeniaritza gaitasunen gailurra adierazten duena, altzairuzko egituren sutearen segurtasuna, hala nola aerosorgailuen dorreak, makina-gelako plataformak eta armairu elektrikoak, milioika aktibo eta langileen segurtasuna bermatzeko oinarria da. Hemen aplikatutako hedapen mota suaren aurkako estalduraren eraginkortasuna eta iraupena nukleoaren berezko egonkortasunaren menpe daude.suaren aurkakoa - amonio polifosfatoa (APP). Artikulu honek APP baten agregazio-gradua (N balioa) 1000 baino handiagoa izan behar duen sakonduko du itsas ingurune oso gogorretan. Hau ez da soilik parametro teknikoen aukeraketa bat, baizik eta kimika molekularrean, materialen hutsegite mekanismoetan eta bizi-ziklo osoko segurtasun kontuetan oinarritutako beharrezko eskakizuna ere.
"Laukoitza azken proba" suaren aurkako materialetarako
Itsasoko energia eolikoaren plataformak ez dira ingurune industrial arruntak, eta haien zorroztasuna dimentsio anitzeko eraso koordinatuetan islatzen da:
1. Gatz ihinztadura handiko korrosioa: Itsasoko haizeak gatz partikula ugari ditu, hala nola sodio kloruroa, eta gatz ihinztadura iraunkorra sortzen du. Kloruro ioiak (Cl ⁻) sarkortasun eta korrosibotasun oso handia dute.
2. Etengabeko hezetasun handia: hezetasun erlatiboa % 80tik gora mantentzen da denbora luzez, nahiz eta % 100era arte, ura infiltratzeko eta materialaren hidrolisirako etengabeko indar eragilea eskainiz.
3. Hotzaren ziklo lehor hezea: Eguzkiaren argiak, haizea eta euria, eguna eta gaua eta urtaro-aldaketek egituraren gainazaleko tenperaturan eta hezetasunean gorabehera handiak eragiten dituzte, eta ondorioz aldiroko estresak sortzen dira.
4. Epe luzeko tentsio mekanikoa: haizagailuaren funtzionamenduak eta haizeak eta olatuek eragindako egiturazko mikro mugimenduak eragindako bibrazioak estaldurak nekearen erresistentzia eta atxikimendurako gaitasun bikaina izatea eskatzen du.
Ingurune honetan, suaren aurkako estalduen porrota arazo estetikoa ez ezik, segurtasun arrisku handia ere bada altzairuzko egiturek sute batean babes-funtzioa gal dezaten.
An baten agregazio-gradua (N).APLIKAZIOA, hau da, bere kate molekularrean errepikatzen diren unitateen batez besteko kopurua, zuzenean zehazten ditu bere propietate fisikoak eta kimikoak.
Polimerizazio baxuko kate-huts mekanismoaAPLIKAZIOA(adibidez, N ≈ 500) itsas ingurunean:
·APParen suaren aurkako funtzioa kate luzeko polifosfatoaren egituran oinarritzen da, tenperatura altuetan karbonoaren sorrera katalizatzen duena. Ingurune heze eta beroetan, ur molekulek beren kate molekularretako P-O-P loturei erasotzen diete, kate haustura eta hidrolisia eraginez.
·Zenbat eta polimerizazio-maila baxuagoa izan, orduan eta kate molekularragoa eta amaierako taldeen proportzioa handiagoa izango da. Amaierako taldea ezegonkorragoa da eta hidrolisi erreakzioetarako abiapuntu gehiago eskaintzen ditu. Bere hidrolisi-abiaduraren konstantea (k) nabarmen handiagoa da.
·Formulan, pisu molekularraren (Mw) eta denbora (t) gutxitzearen arteko erlazioa gutxi gorabehera: ln (Mw) ∝ - k · t. N-balio baxuko APP-ren k balioa handiagoa da, eta epe laburrean bere pisu molekular eraginkorraren (eta jarduera katalitikoaren) beherakada nabarmena da. Hidrolisiaren azken produktuak, amonio fosfatoak, ez du ikatza osatzeko gaitasun katalitikorik.
·Hezetasuna xurgatzea eta ioien migrazioa: pisu molekular baxuko APPak hidrofilia handia du, hezetasuna xurgatu ondoren bolumena hedatzen da eta estalduraren kohesio-indarra suntsitzen du. Hidrolisiaren bidez sortutako amonio-fosfato gatz disolbagarria urarekin estalduraren gainazalera migratzen da eta kristalizatu egiten da (gatzaren prezipitazioa), ura eta kloruro ioien sartzea asko bizkortzen duten kanal zuriak sortuz.
·Korrosio-ziklo autokatalitikoa: Isuritako fosfato eta kloruro ioi azidoek elektrolito oso korrosiboa osatzen dute altzairuaren gainazalean, substratuaren korrosioa eraginez eta bizkortuz. Herdoil-produktuen bolumenaren hedapenak (jatorrizko bolumena 6-7 aldiz arte) estaldura barrutik hausten du, bere osotasuna erabat suntsituz.
·Suaren erresistentziaren porrota goiztiarra: hilabete edo urteetako zerbitzuaren ondoren, baliteke estaldurako APPak partzialki edo guztiz huts egin izana hidrolisiaren ondorioz. Benetako su bat gertatzen denean, estaldurak ezin du karbono hedatutako geruza oso eta sendo bat osatu, eta suaren erresistentzia denbora diseinuaren balioa baino askoz txikiagoa da, ondorio katastrofikoak eraginez.
Agregazio handiaAPLIKAZIOA(normalean II motako APP kristalinoari erreferentzia eginez N>1000) itsas erronkei sistematikoki aurre egiten die egitura molekularrean dituen berezko abantailen bidez:
·Mutur taldeen kontzentrazio baxuagoa: kate molekular luzeek masa-unitate bakoitzeko amaierako talde ezegonkorren kopurua nabarmen murrizten dute, eta, horrela, iturritik hidrolisi-erreakzioen abiapuntua jaisten dute.
·Kristalinitate eta dentsitate handiagoa: kate luzeko molekulak errazago antolatzen dira modu erregularrean, kristalintasun handiagoa eta egitura trinkoagoa duten partikulak eratuz. Egitura trinko hau kate molekularretan "armadura" jartzea bezalakoa da, ur molekulen kontaktua eta sartzea fisikoki blokeatuz.
·Egonkortasun termodinamikoa: Kate luzeko egiturek deskonposizio termikoko tenperatura altuagoak dituzte (normalean>300°C), eta haien lotura kimikoek egonkortasun termodinamiko nahiko handiagoa dute giro-tenperaturan.
·Uretan disolbagarritasun oso baxua: N>1000 duten APPek normalean <1 g/100 ml-ko ur-disolbagarritasuna izaten dute giro-tenperaturan, polimerizazio gradu baxu edo ertaineko produktuek baino askoz txikiagoa (5-10 g/100 ml arte). Horrek zuzenean eragiten du estaldurak erauzteko eta galtzeko duen erresistentzia epe luzeko murgiltze edo hezetasun handiko inguruneetan.
·Gatz-ihinztatzearen erresistentzia bikaina: egitura molekular egonkorra ez da kloruro-ioiekin albo-erreakzio konplexuak izateko joera, eta horrek estalduraren hesi neutroaren funtzioa hobeto mantendu eta korrosioa atzeratu dezake.
·Epe luzerako suarekiko erresistentzia fidagarritasuna bermatzea: itsas inguruneetan zahartze bizkortua (adibidez, gatz-spray bero hezearen zikloak) milaka orduz simulatu ondoren, polimerizazio-maila handiko APP estalduren suaren erresistentzia-maila % 10ean kontrolatu daiteke, eta polimerizazio-maila baxuko sistemen degradazio-tasa % 50 baino handiagoa izan daiteke edo erabat huts egin dezake.
·Metodo industrial fidagarriena da polimerizazio-maila zeharka karakterizatzeko. N>1000 duen APPak normalean 30 mPa·s-tik gorako biraketa-biskositatea du %1eko ur-soluziorako 25 °C-tan, eta kalitate handiko produktuak 50 mPa·s-tik gorakoak izan daitezke. Biskositatea positiboki erlazionatuta dago pisu molekularrarekin.
·Analisi termogravimetrikoa (TGA): Polimerizazio-maila altua APP-k pisu gutxiago galtzen du hezetasuna xurgatzearen ondorioz deskonposizio-etapa nagusiaren aurretik (<250°C), eta deskonposizio-tenperatura nagusia altuagoa eta kontzentratuagoa da.
·Eskanetze Calorimetria Diferentziala (DSC): Bere urtze-gailurra zorrotzagoa da eta bere kristalintasuna handiagoa da.
·Hornitzaileek estaldura-sistemaren probak egin behar dituzte beraiek, APP hautsa probatu beharrean. Funtsezko probak honako hauek dira:
·Gatz-spray neutroaren proba (NSS): ≥ 3000 ordu igaro ondoren ez da babak edo herdoiltzen.
·Kondentsatutako uraren hezetasun konstanteko proba: ≥ 4000 ordu.
·Suaren erresistentziaren proba zahartu ondoren: goiko zahartzearen ondoren, suaren proba estandarra egin behar da, eta suaren erresistentzia-muga atenuatzeak estandar zorrotzak bete behar ditu (adibidez, % 15 ≤).
Diseinuko 25 urte baino gehiagoko diseinu-bizitza duten itsasoko energia eolikoko aktiboetarako, haien suteen aurkako segurtasun-sistemen hautaketak bizi-zikloko kostuak eta arriskuak minimizatzeko printzipioan oinarritu behar dira, hasierako kontratazio-kostuak baino.
·N<1000 duen aplikazio bat aukeratzeak arrisku inplizitu handiagoa aukeratzea dakar: aerosorgailuaren bizitzan zehar, suaren aurkako estaldurak mantentze-lanak edo bir-estaldura garestiak behar izan daitezke, eta sute bat gertatuz gero babes fidagarria ez eskaintzearen kostu potentziala kalkulaezina da.
·Agregazio altua hautatzeaAPLIKAZIOAN>1000rekin zientzia molekularrean oinarritutako berme deterministak aukeratzea esan nahi du. Suaren aurkako estalduretan denborari eta higadura naturalari aurre egiten dioten iraunkortasun-geneak injektatzen ditu material-kimikaren sustraietatik, suaren aurkako hesi ikusezina aktiboen bizi-ziklo osoan zehar beti bezain sendoa izaten dela bermatuz.
