خوردگی در سیستم کانال های سرریز – قسمت دوم

خلاصه مطلب
  خوردگی در سیستم کانال های سرریز-قسمت اول بدترین شرایط خوردگی در استخرهای سرپوشیده در کدام قسمت رخ می دهد؟ مواد شیمیایی پایه کلر چگونه باعث خوردگی حفره ای فولاد ضد زنگ و تجهیزات در استخرهای سرپوشیده میشوند؟ دمای...

جدول سر تیترها

  خوردگی در سیستم کانال های سرریز-قسمت اول

بدترین شرایط خوردگی در استخرهای سرپوشیده در کدام قسمت رخ می دهد؟
مواد شیمیایی پایه کلر چگونه باعث خوردگی حفره ای فولاد ضد زنگ و تجهیزات در استخرهای سرپوشیده میشوند؟
دمای هوا،رطوبت نسبی وسرعت هوا در سالن های استخر سرپوشیده چقدر می باشد؟
تحلیل شکست
1. روش­های انجام پژوهش
بخشی از سیستم تخلیه خورده ­شده انتخاب شد و مورد بررسی قرار گرفت. سطح فولادی که دارای حفره های عمیق خوردگی بود با استفاده از Ultra Plus مجهز به تحلیل EDS و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. ترکیب شیمیایی فولاد توسط تولید کننده و گواهی بازرسی ورق فلزی تعیین شده بود. آنالیز ترکیب شیمیایی با استفاده از کوانتومتر انجام شد؛ هر نمونه با 5 کوانتوم مورد آنالیز قرار گرفت. بنابراین سطح سیستم تخلیه جدید و تخلیه ای که در استخر شنا استفاده شده بود مورد مقایسه قرار گرفت و با استفاده از پروفایل­متر مدل آنالیز شد. شعاع نوک سوزن اندازه­ گیری برابر 2 میکرومتر بود. مساحت سطح اندازه­ گیری­ها 1*1 میلی­متر مربع بود.

2. نتایج و بحث
ترکیب دمای آب استخر و افزایش تعداد کاربران منجر به استفاده بیشتر از مواد ضدعفونی کننده شیمیایی می­شود. طبق مقررات کنونی، آب استخرهای عمومی شنا باید ویژگی­هایی داشته باشد تا سلامت کاربران آن به خطر نیفتد؛ علاوه بر این، آب این استخرها باید عاری از پاتوژن­ها و مایعات انسانی باشد. کلر که برای ضدعفونی کردن استفاده می­شود با آب واکنش داده و در نهایت منجر به تشکیل هیپوکلروئید اسید و هیدروکلریک اسید می­شود. برای ضدعفونی موثر بهتر است از آبی استفاده شود که pH آن در محدوده 4/7-2/7 باشد. نتایج پارامترهای تست دستگاه DSC compact 2000 که در جدول 1 ارائه شده نشان می­دهد که از این ماده در محیط استاندارد استفاده شده است. به دلیلی واکنش مواد شیمیایی حاوی کلر (مانند کلسیم هیپوکلریت که برای تصفیه­ی آب استفاده می­شود) با ترکیبات نیتروژن­دار مانند اوره­ موجود در مایعات انسانی (عرق و ادرار)،کلرامین­ها (مانند NH2Cl) نیز تولید می­شوند. کلر و ترکیبات کلر به صورت آئروسل و گاز جابجا می­شوند. ترکیبات حاوی کلر به اتمسفر منتقل می­شوند و می­توانند روی سطوح فلزی رسوب کنند.

این رسوبات، رطوبت بحرانی پایینی دارند که می­تواند منجر به تشکیل یک عامل اکسیدکننده­ی قوی شود که دارای کلرید اسیدی بوده و خوردگی را افزایش می­دهد (مانند یون هیپوکلریت OCl- یا یون کلرید Cl-)؛ این عامل یک فیلم الکترولیت روی سطح فلز است. در نتیجه، خوردگی حفره­ای آغاز می­شود. کاملا مشخص است که مقاومت­ به خوردگی فولادهای ضدزنگ عمدتا ناشی از تشکیل یک لایه گذرا روی سطح فلز است. این فیلم متشکل از اکسیدهای کروم و آهن و ترکیبات حاوی هیدروکسید و آب است که بستر فولاد ضدزنگ را بخوبی از محیط­های خورنده جدا می­کند و همچنین از واکنش­های الکتروشیمیایی ممانعت به عمل می ­آورد. خوردگی حفره­ای از انحلال موضعی لایه­ ی اکسیدی گذرا نشأت می­گیرد. برای توضیح دادن قابلیت یون­های کلر در ایجاد حفره، سه دلیل ارائه می­شود: این یون­ها فیلم پسیو را می­شکنند، این یون­ها فعالیت یون­های هیدروژن در حفره الکترولیت را افزایش می­دهند و این یون­ها کمپلکس­های مختلفی با اجزای تولید­شده تشکیل می­دهند.

ورود آب استخر به سیستم تخلیه، تبخیر سیستماتیک آب کلردار از کانال تخلیه و متراکم ­شدن در سیستم تخلیه فولاد ضدزنگ­ می­تواند منجر به تشکیل مقادیر بسیار زیادی از رسوبات خورنده­ ی حاوی کلر شود (شکل 3). رطوبت درون تخلیه کف به همراه کلر، تشکیل الکترولیت و خوردگی حفره­ای  فولاد ضدزنگ­ را تحت تأثیر قرار می­ دهند. آنالیز ریزساختار سیستم تخلیه، حضور حفره های خوردگی و رسوباتی را نشان می­دهد که عمدتا در داخل سیستم تخلیه قرار گرفته ­اند (شکل 3 و 4).

 شکل ۳٫ سرریز استخر a) قطعه؛ b) سطح خارجی

                  (b)                                                  (a)

شکل 4. مناطق داخلی­ تخلیه­ ی خورده ­شده. حفرات و رسوبات خوردگی قابل­ مشاهده هستند.

توزیع عناصر شیمیایی، غلظت رسوبات کلردار در سطح خورده­ شده­ ی سیستم تخلیه­ ی کف را نشان می­دهد (شکل 5). مقادیر کمتر کروم، نیکل و مولیبدن در مناطق غنی از کلر مشاهده شد. رسوبات کلردار در مجاورت حفره های خوردگی و درون حفره ها شناسایی شدند (شکل c,d,e,f5 و شکل 6). علاوه بر آلودگی با کلر، عناصر کلسیم (از تصفیه­ی آب استخر) و نیتروژن نیز در رسوبات شناسایی شدند (شکل 6). کلسیم ناشی از تبخیر آب است درحالیکه نیتروژن توسط رسوب گذاری مواد شیمیایی (مانند کلرامین) ایجاد شده است. ترکیب رسوبات کلردار و رطوبت اتمسفر منجر به تشکیل الکترولیت­ هایی با غلظت بالای کلر می­شود. به طور کلی با افزایش غلظت کلرید، پتانسیل خوردگی حفره­ای کاهش و نرخ خوردگی بطور قابل ­توجهی افزایش می­یابد. این امر منجر به خوردگی حفره­ای فولاد ضد زنگ­ در شرایط استخر شنای سرپوشیده حتی در دمای محیط می­شود.

مقالات مرتبط
نظرات
نظرات خودتان را در مورد این مطلب بیان کنید