Cathodic Protection สำหรับ Cooling Tower โรงงาน + Data Center — เลือก Anode 4 ชนิดและคู่มือ TOR

ระบบ cooling tower เป็นจุดอ่อนของ corrosion control ในโรงงานอุตสาหกรรม + data center — น้ำหมุนเวียนต่อเนื่อง 24/7, อุณหภูมิ 28-42°C, สัมผัสกับ chemical treatment (biocide, dispersant, pH adjust), และเปิดรับ atmospheric oxygen ตลอดเวลา ทำให้ทั้ง sump (อ่างน้ำใต้), fill structure (แผ่นกระจายน้ำ), และ distribution piping มี corrosion rate สูงกว่าระบบปิด 3-5 เท่า

การใช้ cathodic protection (CP) เป็นวิธี extend service life โดยเปลี่ยน โลหะที่ใช้งาน จาก anode (กัดกร่อน) → cathode (ปกป้อง) ผ่านการต่อ sacrificial anode (galvanic) หรือ ICCP (impressed current)

บทความนี้สรุป:

1. โครงสร้าง cooling tower 3 ประเภท + จุดที่ corrode มากที่สุด
2. เลือก anode ตาม water chemistry + structure
3. ขนาด anode + อายุการใช้งาน + replacement schedule
4. ตัวอย่าง TOR template สำหรับ facility / data center procurement

โครงสร้าง Cooling Tower 3 ประเภท + จุด corrosion

Counterflow (Crossflow → Counterflow CT)

• โครงสร้าง: น้ำหยดลงสวนทิศทางอากาศ — fill อยู่ในแนวตั้ง
• Corrosion hotspot: sump (อ่างเก็บน้ำ) มุมก้น + ระดับน้ำแห้ง-เปียก (waterline)
• CP approach: Magnesium anode แขวนใน sump (galvanic) หรือ ICCP สำหรับ tower ใหญ่ (>1,000 TR)

Crossflow

• โครงสร้าง: น้ำหยดลงสวนแนวอากาศจากด้านข้าง — fill horizontal
• Corrosion hotspot: lateral water distribution channel + side wall
• CP approach: Multi-anode array — magnesium ระยะ 2-3 m intervals

Closed-circuit (Hybrid / Indirect)

• โครงสร้าง: มี heat exchanger คั่นระหว่าง process water + tower water
• Corrosion hotspot: exchanger tube bundle (มัก stainless แต่ shell carbon steel)
• CP approach: Zinc anode ที่ exchanger inlet + Mg ที่ sump

เลือก Anode ตามน้ำ — ตารางตัดสินใจ

Water Source	pH	Conductivity (μS/cm)	Recommended Anode	Service Life	มาตรฐาน
น้ำประปา (Bangkok tap)	7.0-7.6	200-400	Magnesium (Mg-Al-Zn alloy)	5-7 ปี	NACE SP0100, ASTM B843
น้ำจาก deep well	6.5-7.2	300-600	Magnesium	4-6 ปี	NACE SP0100
Brackish well (high Cl)	7.2-8.0	800-2,500	Zinc (high-purity 99.995%)	6-8 ปี	ASTM B418 Type II, MIL-A-18001K
Sea water make-up	8.0-8.2	>30,000	Zinc หรือ Aluminium (Al-Zn-In)	8-12 ปี	TIS 3359-2563, DNV-GL
Treated water + biocide	7.5-8.5	600-1,200	Zinc (Mg ไม่เสถียร pH สูง)	5-7 ปี	NACE SP0100
RO permeate (chiller plant)	5.5-6.5	<50	Magnesium + ICCP backup	3-5 ปี	NACE SP0388
Soft water + caustic dose	9.0+	varies	ICCP only (galvanic ไม่ทำงาน pH สูง)	15+ ปี	NACE SP0388

กฎ pH: Magnesium ทำงานดีที่สุดในน้ำ pH 6.5-9.0 — เกิน pH 9 → passivate (ผิวฟิล์ม MgO/Mg(OH)₂) → CP หยุดทำงาน; Zinc ทนได้ถึง pH 7-12 แต่กัดกร่อนเร็วใน pH <6

ขนาด Anode — คำนวณตาม surface area + corrosion rate

Magnesium (น้ำจืด)

• Current density required: 100-150 mA/m² (เหล็กในน้ำ aerated)
• Anode mass: ใช้กฎ 5 kg Mg / 100 m² ของผิวโลหะ-น้ำ — สำหรับ 5 ปี
• ขนาดมาตรฐาน: 5 kg, 10 kg, 12 kg, 24 kg
• ตัวอย่าง: Sump 100 ตร.ม. → 5 kg Mg × 2 จุด (กระจาย) = 10 kg total, อายุ 5-6 ปี

Zinc (น้ำเค็ม/กร่อย)

• Current density: 50-80 mA/m²
• Anode mass: 8-12 kg Zn / 100 m² — สำหรับ 8 ปี
• ขนาดมาตรฐาน: 5 kg, 10 kg, 14 kg, 20 kg, 24 kg, 40 kg
• ตัวอย่าง: Sump น้ำกร่อย 100 ตร.ม. → 10 kg Zn × 2 จุด = 20 kg, อายุ 8 ปี

Aluminium (sea water)

• Current density: 80-120 mA/m²
• Anode mass: 4-6 kg Al-Zn-In / 100 m² — สำหรับ 10 ปี
• ขนาดมาตรฐาน: 5, 10, 14, 20, 24, 40 kg
• ทดแทน zinc ในงาน sea water make-up — น้ำหนักเบากว่า + EER สูง

KPI สำหรับ acceptance test — Polarization Decay

ทั้ง NACE SP0100 และ ISO 12696 ใช้ polarization decay (PD) เป็นหลักการวัด CP performance:

• PD = ความต่างศักย์ระหว่าง "ขณะมี anode (instant off)" และ "หลังถอด anode 24 ชม."
• เกณฑ์: PD ≥ 100 mV = ระบบ CP ทำงาน
• PD ≥ 150 mV = ระบบ excellent

วัดด้วย Cu/CuSO₄ reference electrode (CSE) สำหรับโครงสร้างฝังดิน หรือ Ag/AgCl/seawater สำหรับงานน้ำเค็ม

บริการ + SKU ที่ SAHA จัดจำหน่าย

Sacrificial Anodes (Thai manufacturer, ISO 9001:2015, DNV Type Approval 2024)

Anode	Material	ขนาดทั่วไป	Application	Standard
Magnesium Anode	Mg alloy AZ31B	5/10/12/24 kg	Cooling tower freshwater sump	NACE, AMPP
Zinc Anode	Zn 99.995%	5/10/12/24 kg	Brackish + treated cooling water	MIL-A-18001K, GL-Zn1
Aluminium Anode	Al-Zn-In	5/10/14/20/24/40 kg	Sea water make-up + offshore	TIS 3359-2563, DNV-GL
Concrete Anode CR60/CR100	Zn in alkaline mortar pH≥14	60/100 cm strip	RC sump + concrete tower fill	TIS 3029-2563, ASTM B418 Type II, ISO 12696

Engineering Service (in-house team)

• Site survey + water chemistry analysis — pH, conductivity, alkalinity, chloride
• CP design report — current density calc, anode sizing, layout drawing, BOM
• Installation — anode mounting + reference electrode + monitoring junction box
• Annual inspection + replacement — PD measurement + remaining mass survey
• Annual report ตาม NACE SP0100 — สำหรับ audit / insurance

TOR Template — ตัวอย่าง spec สำหรับ cooling tower CP

1. ขอบเขตงาน: Galvanic Cathodic Protection สำหรับ cooling tower sump + fill 
   structure ของระบบ chiller plant อาคาร [X], จำนวน [N] cooling tower
   capacity [Y] TR/cell

2. มาตรฐาน:
   - NACE SP0100-2008 — Cathodic Protection of Cooling Water Systems
   - ASTM B418 (zinc), B843 (magnesium), B418 Type II (aluminium)
   - ISO 12696:2022 (สำหรับ concrete sump)

3. Material specs:
   - Zinc Anode: 99.995% purity, conforming MIL-A-18001K + GL-Zn1
   - Magnesium Anode: Mg-Al-Zn alloy AZ31B, ASTM B843
   - Cable: PVC-jacketed copper, sun-resistant, IP68 splice
   - Reference electrode: Ag/AgCl Cl⁻ saturated, 5-year life

4. Performance acceptance:
   - Polarization Decay ≥ 100 mV ตาม NACE SP0100 §6.2
   - Measure 30 days + 180 days post-installation
   - Spot check ทุก 6 เดือน, full survey ทุก 12 เดือน

5. Documentation:
   - As-built drawing + anode location + cable routing
   - Initial PD measurement report
   - Material COA (mill cert) ทุก anode
   - Warranty 5 ปี galvanic / 10 ปี ICCP

6. Service life expectation:
   - Sacrificial anode replacement ≤ design life ± 10%
   - 50% anode mass remaining at mid-life inspection

7. Optional add-on:
   - Remote monitoring (PD telemetry, weekly auto-report)
   - Annual PM contract + replacement scheduling

ROI — เทียบ CP vs no CP

โรงงานขนาด 1,000 TR cooling tower ติดตั้ง CP:

รายการ	No CP	With Mg Anode CP
Sump replacement cycle	7-10 ปี	15-20 ปี
Tower fill structure repair	2-3 ปี/รอบ	5-8 ปี/รอบ
Annual chemical treatment cost	+25% (offset corrosion)	baseline
Anode replacement cost	n/a	฿60,000-80,000 ทุก 5-6 ปี
Net 15-year TCO	100% baseline	-28% to -35%

Insurance benefit: บางบริษัทประกันลด premium 5-8% ถ้ามี certified CP system + annual NACE survey

คำแนะนำสำหรับ data center

Data center water-cooled ที่ใช้ chiller plant ขนาด 2,000-10,000 TR แนะนำ:

1. ICCP system (ไม่ใช่ sacrificial) — control current ได้แม่นยำ + ไม่ต้องเปลี่ยน anode บ่อย
2. PD telemetry + integration กับ BMS (Building Management System) — alarm ถ้า PD < 100 mV
3. Annual NACE certified inspector survey — สำหรับ uptime SLA documentation
4. ใช้ closed-circuit tower เพื่อแยก process loop + tower loop — ลดปัจจัย corrosion ที่ chiller heat exchanger

---

บทความนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางวิศวกรรม — สำหรับการ design ระบบ CP เฉพาะโครงการ ติดต่อทีม Engineering Sahawatthanakit (1988) เพื่อ site survey + water chemistry analysis + CP design report พร้อม TOR ready-to-tender