การเลือก Zinc Anode สำหรับท่าเรือและโครงสร้างใต้น้ำในทะเลไทย — คู่มือฉบับวิศวกร

โครงสร้างเหล็กใต้น้ำในทะเลไทยกัดกร่อนเร็วกว่าที่คิด

อ่าวไทยมีอุณหภูมิน้ำเฉลี่ย 28–32°C ตลอดปี — สูงกว่าทะเลเหนือยุโรปถึง 10–15°C อัตราการกัดกร่อนของเหล็กในทะเลร้อนเขตนี้อยู่ที่ 0.1–0.3 mm/ปี ซึ่ง 2–3 เท่าของในน่านน้ำหนาว

ท่อเหล็กและเสาเข็มท่าเรือที่ไม่มีระบบ Cathodic Protection มักเริ่มมีปัญหาภายใน 5–8 ปี แทนที่จะเป็น 20–30 ปีตามอายุออกแบบ

---

Cathodic Protection ทำงานอย่างไรในสภาพทะเล

ในน้ำทะเล เหล็กทำตัวเป็น anode (กัดกร่อน) ตามธรรมชาติ Cathodic Protection เปลี่ยนให้เหล็กเป็น cathode โดยการต่อ anode ที่ active กว่าเข้ากับโครงสร้าง

เกณฑ์ป้องกัน (ISO 12473 / DNV-RP-B401):

• Potential ≤ −850 mV vs Cu/CuSO₄ reference electrode
• หรือ ≤ −800 mV vs Ag/AgCl/seawater ในน้ำทะเล

---

เลือกวัสดุ Anode: Zinc vs Aluminum vs Magnesium

วัสดุ	Driving Potential (vs Ag/AgCl)	ความจุ (Ah/kg)	ราคาสัมพัทธ์	เหมาะกับ
Zinc	−1,050 mV	780	฿	ทั่วไปในน้ำทะเล, ใช้กว้างขวางที่สุด
Aluminum	−1,050 mV	2,700	฿฿	น้ำทะเลและน้ำกร่อย, ความจุสูงที่สุด
Magnesium	−1,550 mV	1,230	฿฿	ดินความต้านทานสูง, น้ำจืด, ไม่เหมาะทะเล

การเลือกสำหรับโครงสร้างในไทย

น้ำทะเลอ่าวไทย / ทะเลอันดามัน:

• ใช้ Zinc หรือ Aluminum — ทั้งสองให้ driving potential เพียงพอในน้ำทะเล
• Aluminum ให้ความจุต่อ kg สูงกว่า → ใช้ anode น้อยกว่า หรือ design life ยาวกว่า
• Zinc → มาตรฐาน ASTM B418 Type I (naval brass core) หรือ Type II (mild steel core)

น้ำกร่อยบริเวณปากแม่น้ำ (เช่น แม่น้ำเจ้าพระยา ท่าเรือกรุงเทพ):

• Zinc หรือ Aluminum ยังใช้ได้ แต่ efficiency อาจลดลงเมื่อ salinity ต่ำกว่า 1%
• ตรวจ resistivity ก่อน — ถ้าสูงกว่า 200 Ω·m พิจารณา Magnesium

ห้ามใช้ Magnesium ในน้ำทะเล — driving potential สูงเกินไป ทำให้ current density สูงผิดปกติ และอาจเกิด hydrogen embrittlement ในเหล็กที่มีความแข็งสูง

---

การคำนวณจำนวน Anode เบื้องต้น (DNV-RP-B401)

สูตรพื้นฐาน:

จำนวน Anode = (พื้นที่ผิว × Current density) / (ความจุ Anode × Utilization factor)

ค่า Current density อ้างอิงสำหรับอ่าวไทย:

• น้ำทะเลลึก: 30–50 mA/m²
• บริเวณ tidal zone: 50–80 mA/m² (ออกซิเจนสูง)
• ใต้ดินในดินโคลนชายฝั่ง: 15–25 mA/m²

ตัวอย่าง: เสาเข็มเหล็กท่าเรือ

• เสาเข็มกลมเส้นผ่าศูนย์กลาง 400 mm ยาว 8 เมตร (ส่วนใต้น้ำ)
• พื้นที่ผิว = π × 0.4 × 8 = 10.05 m²
• Current density = 40 mA/m² (น้ำทะเลอ่าวไทย average)
• Current ที่ต้องการ = 10.05 × 0.040 = 0.40 A
• ใช้ Zinc Anode 5 kg (ความจุ 780 Ah/kg, utilization 0.85): → Anode capacity = 5 × 780 × 0.85 = 3,315 Ah → Design life = 3,315 / (0.40 × 8,760 hr/yr) ≈ 0.94 ปี → ต้องใช้ anode ขนาดใหญ่ขึ้นหรือเพิ่มจำนวน

สำหรับ design life 10 ปี ต้องใช้ Zinc Anode ~10 kg/เสาเข็ม หรือเพิ่มจำนวน anode

---

ตำแหน่งติดตั้ง Anode ที่ถูกต้อง

ท่าเรือ / Jetty piles:

• ติดตั้งที่ทุก 1–2 เมตรตลอดความยาวส่วนใต้น้ำ
• เพิ่มความหนาแน่นที่ splash zone (ระหว่างน้ำขึ้น-ลง) — corrosion สูงสุดบริเวณนี้
• ตรวจสอบ potential ทุก 6 เดือน–1 ปี โดยใช้ reference electrode

ท่อใต้น้ำ:

• ติดตั้ง bracelet anode รอบท่อทุก 30–50 เมตร
• เพิ่ม anode ใกล้ field joint ที่ coating อาจบกพร่อง
• ใช้ impressed current (ICCP) สำหรับท่อยาว >1 km

---

สัญญาณที่ต้องตรวจสอบ Anode

• Anode หายไปมากกว่า 50% ของขนาดเดิม → เปลี่ยน
• Potential วัดได้สูงกว่า −750 mV (ป้องกันได้ไม่เพียงพอ)
• มีรอยสนิมเป็นจุดบนโครงสร้าง ทั้งที่มี anode อยู่ → anode ใหม่ผิดตำแหน่งหรือขาดการเชื่อมต่อ

---

📞 ปรึกษาวิศวกรด้านระบบ Cathodic Protection: 02-096-2118 | 061-541-6939 | 096-109-4244 📍 สหวัฒนกิจ (1988) จำกัด — นนทบุรี ขอใบเสนอราคาระบบป้องกันสนิม →