تکنیک های جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی
تاسیسات صنعتی از کنار هم قرار گرفتن انواع لوله، تجهیزات و ماشین‌آلات و همچنین سیستم‌های اندازه‌گیری و کنترلی ساخته می‌شوند. این تاسیسات برای عبور سیالات تحت فشار و یا سیالات با خواص شیمیایی و فیزیکی خاص کارایی دارند. هر سیستم تاسیسات صنعتی یک سیکل بسته از فرآیند جابه‌جایی سیالات است که تمامی بخش‌های مختلف آن با استفاده از اتصالات صنعتی با یکدیگر متصل هستند. جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی ضامن بقای سیستم فرآیندی شما است.
روش‌های متعددی برای جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی وجود دارد. در تمامی این روش‌ها به دنبال فراهم کردن شرایطی ایده‌آل هستیم تا از سلامت کامل بخش‌های متصل شده اطمینان داشته باشیم. در نظر داشته باشید که اتصالات صنعتی حساس‌ترین و در عین حال آسیب‌پذیرترین بخش سیستم فرآیندی شما هستند. یک لوله فولادین آنچنان مقاوم است که به سادگی باعث نشت سیالات نشود. اما بخش‌های اتصال آنها همواره مستعد خوردگی و فرسایش هستند. جایی‌که همواره تحت تاثیر شرایط فیزیکی و شیمیایی سیال قرار دارند و ممکن است در اثر خوردگی دچار نشتی شوند.
در این مقاله همراه مهارت‌های تخصصی کارشناسان سایت اینرژی به بررسی انواع خوردگی اتصالات صنعتی می‌پردازیم تا در ادامه به روش‌های پیشگیری از زنگ زدگی فلزات اشاره کنیم.
چرا جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی مهم است؟
عدم توجه به زنگ زدگی فلزات خصوصا در بخش اتصالات باعث تحمل هزینه‌های بسیار بالایی در آینده فرآیند صنعتی است. زیرا مراحل تعمیرات که حتما به تعویض اتصالات معیوب می‌انجامد را دشوارتر خواهد کرد. اتصالات خورده شده مستعد نشت سیال هستند. این اتصالات باید تعویض شوند و تعویض آنها جز با از کار انداختن سیستم و یا بخشی از سیستم تاسیسات صنعتی امکان‌پذیر نیست.
اتصالات صنعتی از بخش‌های کلیدی در طراحی تاسیسات صنعتی پتروشیمی‌ها، صنایع نفت و گاز، مراحل استخراج و پالایش نفت خام، نیروگاه‌ها، صنایع شیمیایی، غذایی و… هستند. در این صنایع گاهاً با سیالات انفجاری، سمی، رادیواکتیو، خیلی داغ و یا خیلی ارزشمند مواجه هستیم که هر گونه نشتی آنها چه برای سیستم و چه برای پرسنل حاضر در محیط صنعتی خطرناک است. اتصالات خورده شده و فرسوده شده همواره مستعد نشتی سیالات خطرناک صنعتی هستند.
اما چالش اصلی در جدا شدن بخش‌های فلزی خورده شده از بدنه اتصالات است. اتصالات خورده شده پوسته ضعیفی دارند. بخش‌های فرسوده اتصالات از بدنه آنها جدا شده، همراه سیال به دیگر بخش‌های سیستم فرآیند صنعتی می‌روند. بخش‌هایی که می‌تواند یک دستگاه اندازه‌گیری حساس، یک شیر کنترل با مجرای عبور خیلی ظریف و یا یک فرآیند حساس به خلوص سیالات باشد. جداسازی مواد کنده شده از اتصالات فرسوده دشوار است و گاهاً باعث خسارات جدی در سیستم تاسیسات صنعتی می‌شوند.
چه عواملی باعث خوردگی اتصالات صنعتی می‌شوند؟
–برای جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی در قدم اول باید دلیل به وجود آمدن آن را شناسایی کنید. بدون اطلاع از دلیل خوردگی فلزات هر اقدام پیشگیرانه شما بدون نتیجه است. زیرا در روش‌های پیشگیری به دنبال ترمیم اتصالات آسیب دیده نیستیم. بلکه می‌خواهیم تا با رفع دلیل خوردگی فلزات از وقوع فرسایش آنها جلوگیری کنیم. عوامل اصلی در خوردگی اتصالات صنعتی به قرار زیر هستند.
- سطوح ناهموار فلزات: سیالات در داخل لوله‌ها و اتصالات عبور می‌کنند. هر اندازه در تماس کمتری با سطح فلزات باشند، قاعدتاً تاثیر کمتری هم در فرسایش و خوردگی می‌گذارند. سطح برجسته، ناهموار و یا زبر سطوح فلزی باعث تماس بیشتر سیالات شده و احتمال زنگ زدگی فلزات را افزایش می‌دهد. هر اندازه سطح فلز صیقلی‌تر باشد، احتمال خوردگی فلزات و فرسایش اتصالات صنعتی نیز کمتر می‌شود.
- دمای زیاد سیالات: فلزات در مقابل افزایش شدید دما و یا عبور سیالات خیلی داغ حساس هستند و به سرعت اسیر فرسایش دائمی می‌شوند. اتصالات در طراحی سیستم‌های صنعتی خیلی داغ روند فرسایش سریع‌تری دارند.
- رطوبت محیط صنعتی: آب دشمن اصلی انواع فلزات، خصوصا آلیاژهای ساخته شده از آهن می‌باشد. عموم اتصالات صنعتی را از فولاد و یا دیگر آلیاژهای وابسته به آهن می‌سازند. هوای مرطوب محیط صنعتی باعث فرسایش زودهنگام اتصالات فلزی خواهد شد. هر اندازه محیط صنعتی، فضای مرطوب‌تری باشد و یا احتمال مواجه شدن با جریان آب وجود داشته باشد، لازم است تا از اتصالات مقاوم‌تری مانند اتصالات استیل در طراحی تاسیسات صنعتی استفاده کنیم.
- تابش طولانی مدت نور خورشید: اتصالات صنعتی که در محیط آزاد و در تابش مستقیم نور خورشید هستند، روند فرسایشی سریع‌تری را به نسبت از اتصالات در فضاهای سرپوشیده تجربه می‌کنند. تابش مستقیم و دائمی نور خورشید بدنه فلزی اتصالات صنعتی را داغ کرده و روند خوردگی فلزات را تسریع می‌کند.
- ناخالصی‌های سیال: هر نوع ناخالصی در سیال عبوری فرآیند صنعتی مستعد فرسایش اتصالات صنعتی است. سیالات با سرعت زیاد و گاهاً تحت فشار بالا از داخل مجرای اتصالات عبور می‌کنند. ناخالصی‌های موجود در سیالات مانند سطح زبر یک سمباده‌ی دائمی جداره‌ی داخلی اتصالات را می‌سابد. این عبور سایشی در درازمدت باعث فرسایش شدید و خوردگی اتصالات صنعتی می‌شود.
انواع خوردگی در اتصالات صنعتی
خوردگی فلزات به هر شکل و دلیلی خطرناک است و باعث اختلال در کار تاسیسات صنعتی خواهد شد. قاعدتاً در هر پروسه صنعتی برای جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی اقدام می‌کنید. اما نکته کلیدی در شناسایی نوع خوردگی اتصالات است. انواع خوردگی در اتصالات صنعتی متفاوت هستند. این خوردگی‌ها ممکن است ریشه‌های فیزیکی و یا شیمیایی داشته باشند که به قرار زیر دسته‌بندی می‌شوند.
- خوردگی یکنواخت: در این نوع خوردگی سطح داخلی اتصالات به طور یکنواخت تحت فرسایش دائمی قرار می‌گیرد.
- خوردگی حفره‌ای: این نوع خوردگی به شکل ایجاد حفره در بدنه فلزی اتصالات دیده می‌شود. با گذشت زمان عمق حفره نیز افزایش پیدا می‌کند.
- خوردگی فرسایشی: بیشتر در عبور سیالات تحت فشار دیده می‌شود. این خوردگی فرمی شبیه به ساییده شدن دائمی دارد.
- خوردگی شکافی: به مانند خوردگی حفره‌ای به شکل سطحی ناصاف از جداره داخلی اتصالات رخ می‌دهد. البته این خوردگی به شکل شیارهایی عمیق شده ظاهر می‌شود.
- خوردگی حبابی: این خوردگی‌ها به خاطر ترکیدن حباب‌ها داخل سیال تحت فشار ایجاد می‌شوند و دلیل اصلی آن افت شدید فشار سیال است. وقتی فشار سیستم به ناگهان افت پیدا می‌کند، سیال داخل مجرای لوله‌های اتصالات در فضای کم‌فشار ایجاد شده بخار می‌شود. این سیال بخار شده حالت حبابی پیدا می‌کند. اما با بازگشت فشار سیستم حباب‌های ایجاد شده می‌ترکند. قدرت ترکیدن آنها تحت فشار سنگین سیال عبوری خیلی زیاد است. این ترکیدن قدرتی در حد یک بمب کوچک دارد و باعث تخریب حبابی جداره داخلی اتصالات می‌شود.
- خوردگی سایشی: خوردگی به خاطر وجود ذرات ناخالصی در داخل سیال است. این ناخالصی‌ها به مانند یک سمباده‌کشی دائمی سطح داخلی اتصالات فلزی را می‌سابند.
چگونه از خوردگی فلزات در اتصالات صنعتی جلوگیری کنیم؟
تا اینجای مقاله از انواع عوامل خوردگی فلزات و همچنین انواع خوردگی فلزات صحبت کرده‌ایم. حالا نگرش ما در مورد خطرات سیالات عبوری و چگونگی احتمال خوردگی کامل است. زیرا با تمام جزئیات از شرایط سیال عبوری سیستم اطلاع داریم و می‌توانیم پتانسیل آنها در تخریب و فرسایش فلزات را پیش بینی کنیم. اما راهکار نهایی برای جلوگیری از خوردگی اتصالات فلزی چیست؟
- از اتصالات صنعتی با متریال مقاوم و مناسب شرایط سیستم استفاده کنید. بهترین روش جلوگیری از خوردگی، پیشگیری از وقوع آن است و در قدم اول باید متریال اتصالات را درست انتخاب کرده باشید. انواع اتصالات صنعتی ساخته شده از انواع فلزات مانند فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل در درجات گوناگون، آلیاژهای چدنی، مس، آلومینیوم و… در سطح بازار موجود هستند که با توجه به نیاز تخصصی سیستم‌های صنعتی تحت عبور سیالات خاص و یا شرایط محیطی خاص طراحی شده‌اند.
- از اتصالات با طراحی ریخته‌گری شده و بدون درز استفاده کنید. برخی از اتصالات به روش خمکاری صفحات فلزی، در نهایت جوشکاری سرتاسری بر روی صفحات تهیه می‌شوند. این اتصالات یک درز سرتاسری و جوشکاری شده دارند که کاملاً مستعد خوردگی اتصالات صنعتی است.
- از عایق‌های حفاظتی مناسب استفاده کنید. این عایق‌ها مانع از تماس مستقیم فلز با شرایط نامساعد آب‌وهوایی می‌شوند. رنگ کردن و یا روکش کاری مانند روکش‌های فایبرگلاس از بهترین روش‌های محافظتی بدنه اتصالات صنعتی هستند.
- جداره بیرونی اتصالات صنعتی را سنباده بکشید. اگر قصد استفاده از روکش‌های حفاظتی مانند رنگ کردن را دارید، بهتر است در ابتدا سطح خارجی اتصالات را کاملاً سمباده کشی کنید تا هر گونه ناهمواری و یا ناخالصی از روی سطوح فلزی برداشته شود. در این صورت رنگ در شرایط محافظتی بهتر و مؤثرتر می‌تواند سطوح فلزی شما را بپوشاند.
- از عایق محافظتی هیدروژن پروکسید استفاده کنید. هیدروژن پروکسید مانع از زنگ زدگی فلزات می‌شود و مناسب اتصالات رزوه‌ای است.
- از وجود عوامل مخرب در محیط صنعتی بکاهید. همان طور که گفتیم رطوبت، تابش مستقیم نور خورشید، دمای زیاد، سطوح ناهموار و… از عوامل مخرب محیطی هستند که احتمال خوردگی اتصالات صنعتی را افزایش می‌دهند. یک راه‌حل ساده برای جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی برطرف نمودن این عوامل محرک است. مثلا شما می‌توانید از یک سایه‌بان در بخش‌های حساس سیستم صنعتی استفاده کنید و یا با نصب هواکش‌های قدرتمند در فضاهای صنعتی با گردش هوا از مقدار رطوبت محیط بکاهید.
سخن پایانی
اتصالات صنعتی در شیرآلات صنعتی بخش کلیدی در عملکرد بهینه‌ی فرآیندهای صنعتی هستند. تجهیزات فرآیندی به وسیله انواع اتصالات به یکدیگر متصل می‌شوند. لذا عملکرد بهینه آنها در گرو سلامت تمامی اتصالات سیستم است.
خوردگی اتصالات صنعتی امری بدیهی است که در درازمدت باعث مشکلات جدی در تاسیسات صنعتی خواهد شد. اگر چه فرسایش فلزات جریان بدیهی است؛ اما می‌توانیم این پروسه را کند نماییم. روش‌های جلوگیری از خوردگی اتصالات صنعتی (Prevent corrosion of industrial connections) مانع جدی از فرسایش فلزات نیستند. بلکه جریان خوردگی فلزات را کند می‌کنند. با اعمال مناسب این روش‌ها می‌توانید طول عمر مفید سیستم‌های فرایندی را بسیار طولانی‌تر سازید.
