شبیه سازی طراحی بهینه حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان بر سکوی دریایی فراساحلی

در دو دهه اخیر با گسترش کاربرد کامپیوتر در علوم مهندسی، سهم قابل توجهی از تحقیقات به سمت استفاده از کامپیوتر در زمینه طراحی سیستمهای حفاظت کاتدی متمایل شده است. این تحقیقات عموماً بر جنبه های خاصی از حفاظت کاتدی از قبیل شبیه سازی توزیع پتانسیل و توزیع جریان در سازه های مورد حفاظت متمرکز بوده و توسط روشهای حل عددی المان محدود و المان مرزی انجام می گیرند. در این بین سهم اندکی از تحقیقات به شبیه سازی حفاظت کاتدی سازه های غوطه ور در الکترولیت با دامنه ی نامحدود تعلق گرفته و با توجه به اینکه اکثر فعالیت های انجام شده جنبه ی تجاری پیدا نموده اند، دستیابی به نتایج آنها دشوار است. تنها نرم افزار موفق در زمینه ی شبیه سازی حفاظت کاتدی سازه های دریایی، که مراحل تکمیل آن همچنان ادامه دارد، توسط کمپانی beasy ایجاد شده و بسته ی نرم افزاری مذکور مورد استقبال گسترده در صنایع نفت و گاز و تأسیسات فراساحلی واقع شده است. تحقیق حاضر گامی در راستای تولید نرم افزار شبیه سازی حفاظت کاتدی سازه های دریایی در داخل کشور محسوب می شود. در این تحقیق با معادلات حاکم بر توزیع پتانسیل و تعیین شرایط مرزی مربوط به سطوح آند اعمال جریان و سازه و سپس به کمک روش عددی المان مرزی، توزیع پتانسیل بر روی مرز مسأله به دست آمده و امکان تعیین مناطق زیر حد حفاظت و اوور پتانسیل وجود دارد. شرط مرزی سطوح آند از نوع نیومن (شار الکتریکی ثابت) است، و شرط مرزی حاکم بر سطوح کاتد از نوع مختلط (رابطه ی غیرخطی بین شار الکتریکی و پتانسیل) بوده که از منحنی پلاریزاسیون استخراج می گردد. نرم افزار تولید شده قادر خواهد بود که پس از دریافت اطلاعات ورودی مربوط به سازه و اطلاعات مربوط به محیط دریا، رفتار خوردگی مربوط به سازه ی دریایی و تأثیر حفاظت کاتدی اعمالی را به دقت محاسبه نماید. بخشهای محاسباتی این نرم افزار به زبان fortran 95 و بخشهای مرتبط با کاربر، به زبان borland delphi 7.0 نوشته شده است. همچنین برای مدلسازی، المان بندی، پیش پردازش و پس پردازش مسأله از نرم افزار gid 9.0.2 بهره گرفته شده و برای صحه گذاری منطقی عملکرد برنامه با انتخاب مدل حرارتی هم ارز از نرم افزار ansys11 بهره برده شده است. علاوه بر این نتایج حاصل از نرم افزار تهیه شده تا حد امکان با نتایج معتبر و قابل دسترس در زمینه ی حفاظت کاتدی مقایسه شده است.