پوشش لوله آب برای حفاظت از زیرساخت‌های ما در مقابل خوردگی، نقش مهمی در تضمین جریان آب پاک به جوامع ما ایفا می‌کنند.
آشنایی با مواد مهندسی و همچنین روش‌های مقابله با خوردگی ما را در انجام پروژه‌ها یاری می‌رساند. در ادامه خلاصه‌ای از نتایج مطالعات علمی در حوزه پوشش لوله آب را مطالعه می‌نمایید.
در این مقاله، ما ابتدا در مورد انواع لوله آب، خوردگی در صنعت آب و فاضلاب و پوشش لوله آب می‌پردازیم و اهمیت آن را در حفاظت از کانال‌های آب و فاضلاب در برابر خوردگی بررسی می‌کنیم.
- انواع لوله آب
- خوردگی پوشش لوله آب و فاضلاب
- انواع خوردگی لوله آب
- مکانیزم‌های رایج خوردگی
- راه‌حل خوردگی پوشش لوله آب چیست؟
- بهترین پوشش لوله آب چیست؟
- چرا از پوشش خط لوله استفاده کنیم؟
- خوردگی در لوله فاضلاب
انواع لوله آب
از گذشته تا کنون با توجه به شرایط محیطی و تکنولوژی روز از مواد مختلفی جهت ساخت لوله استفاده گردیده است.
در دوره‌های زمانی با پیشرفت علم، معایب لوله‌های موجود برطرف و محصولات جدیدی معرفی شد.
در ادامه به برخی از رایج‌ترین گروه‌های لوله آب که مورد استفاده هستند، می‌پردازیم.
البته که هر گروه کاربرد خاص، مزایا و معایب مختص به خود را دارا هستند.
لوله آب PVC یا پلیکا
لوله پلیکا از جنس پلی وینل کلراید است. با توجه به اینکه نوعی پلیمر هست پس ضدزنگ و خوردگی هستند.
لوله پلیکا در محیط اسیدی واکنشی از خود نشان نمی‌دهد در نتیجه در خطوط انتقال آب تصفیه و فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پلی وینل کلراید ماده ارزان قیمتی است در نتیجه لوله PVC هزینه گزافی بر روی دست مصرف کننده نمی‌گذارد.
از نظر وزنی این نوع لوله سبک بوده و حمل و نقل آن را آسان می‌سازد.
تنها مشکلی که برای این نوع لوله می‌توان ذکر کرد، مقاومت کم در برابر حرارت و دمای بالا است.
با توجه به این ویژگی برای لوله کشی در معرض نور خورشید بهتر است مورد استفاده قرار نگیرد.
اتصال لوله پلیکا توسط چسب انجام می‌شود که همین امر ممکن است باعث نشت از محل اتصال شود.
لوله آب گالوانیزه
لوله گالوانیزه از ورق آهنی یا فولادی گالوانیزه تولید می‌گردد. برای گالوانیزه کردن، لوله درون مذاب روی غوطه‌ور و یک لایه پوشش روی آن می‌نشیند.
این لوله در برابر خوردگی و رطوبت بسیار مقاوم است.
لوله گالوانیزه از نوع فلز است و مسلماً نسبت به لوله‌های پلاستیکی دارای وزن بالاتری هستند. وزن بالا جابجایی این لوله‌ها را سخت‌تر می‌نماید.
آب‌بند شدن لوله‌های گالوانیزه به خوبی انجام می‌شود.
همین امر باعث می‌گردد که کمتر در معرض نشتی قرار بگیرند. از جمله معایب این لوله‌ها رسوب گرفتن آن‌ها را می‌توان نام برد.
لوله آب پلی اتیلن یا PE
پلی اتیلن (Polyethylene ) دیگر ماده غیر فلزی است که در ساخت لوله‌های آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این نوع لوله دارای وزن کمی است و در نتیجه حمل و نقل آن نیز آسان است.
یکی از ویژگی‌های لوله پلی اتیلن مقاومت آن در برابر دما است.
به همین علت برای لوله کشی آب سرد و گرم مورد استقبال مصرف کنندگان است.
در محیط‌های اسیدی و بازی واکنشی از خود نشان نمی‌دهند. لوله PE انعطاف‌پذیر بوده و در سطوح ناتراز می‌توان از آن استفاده نمود.
خوردگی پوشش لوله آب و فاضلاب
طبق تعریف انجمن حفاظت از مواد و عملکرد (AMPP)، خوردگی به عنوان “تخریب یک ماده به دلیل واکنش با محیط آن” تعریف می‌شود.
در یک سیستم آب یا فاضلاب، این معمولاً شامل موادی مانند فلزات غیر آهنی، آهن شکل پذیر و بتن می‌شود.
خوردگی خط لوله هم در داخل و هم در خارج هر لوله و سازه‌های مربوطه، در معرض عناصر خورنده رخ می‌دهد.
انواع مختلفی از خوردگی می‌تواند در خطوط لوله ایجاد شود.
هنگامی که نوبت به کاهش یا حذف اثرات خوردگی می‌شود، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد.
از فلزات و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی، اصلاح محیط و افزودن یک سیستم حفاظت کاتدی گالوانیکی یا جریان می‌توان استفاده نمود.
با این حال، پرکاربردترین و مقرون به صرفه ترین راه برای کند کردن خوردگی، استفاده از یک پوشش محافظ یا سیستم پوشش است.
انواع خوردگی لوله آب
خطوط لوله از تعدادی اَشکال خوردگی رنج می‌برند که برخی از آن‌ها شایع‌تر از سایرین است.
آن‌ها طیفی از خوردگی حفره‌ای، یکنواخت، گالوانیکی، شکاف و تحت تأثیر میکروبیولوژیکی را نام می‌برند.
خوردگی همچنین می‌تواند در لوله‌های غیر فلزی مانند پلاستیک یا حتی فیبر کربن ایجاد شود.
ایده پشت پوشش محافظ ساده است:
زیرلایه را با ماده‌ای تقویت کنید که محافظت بازدارنده، گالوانیکی یا مانعی ایجاد می‌کند، در نتیجه روند خوردگی را کند یا قطع می‌کند.
هنگام بحث در مورد خوردگی از آنجایی که به فلزات مربوط می‌شود، چهار عنصر اساسی در “سلول خوردگی” وجود دارد که عبارتند از:
- آند (خورنده‌ترین قسمت فلز).
- کاتد (نجیب‌ترین بخش فلز).
- مسیر فلزی.
- الکترولیت.
اگر فقط یکی از این عناصر را از معادله قطع یا حذف کنید، در نتیجه از خوردگی به طور موثری جلوگیری می‌شود.
یک سیستم پوششی که هر یک از خواص بازدارنده، گالوانیکی یا سد کننده فوق را فراهم می‌کند، این کار را انجام می‌دهد.
با این حال، روند خوردگی بتن داستان کاملاً متفاوتی است.
نیروهای فیزیکی مانند ضربه، سایش و فرسایش معمولاً مقصر اصلی خوردگی بتن هستند.
به این معنی که نه حفاظت بازدارنده و نه گالوانیکی به اندازه یک پوشش کار نمی‌کند.
عوامل موثر بر سرعت وقوع خوردگی در سیستم آب و فاضلاب:
- حمله سولفید هیدروژن و اسید سولفوریک
- نوسانات دما
- سطوح رطوبت
- قرار گرفتن پیوسته در معرض مواد شیمیایی
- کلرید محیطی
- یون‌های سولفات و نیترات
این عوامل حتی گاهی اوقات می توانند علت اصلی وقوع این خوردگی در وهله اول باشند.
مکانیزم‌های رایج خوردگی
برخی از رایج‌ترین مکانیسم‌های خوردگی در سیستم آب و فاضلاب در ادامه آورده شده است.
خوردگی میکروبی
خوردگی میکروبی با نام‌های زیادی از جمله خوردگی بیوژنیک، خوردگی ناشی از میکروبیولوژیک و خوردگی زیستی شناخته می‌شود.
یک مکانیسم خوردگی که می‌تواند بر بتن و فولاد تأثیر بگذارد، یک فرآیند بیولوژیکی است که شامل میکروارگانیسم‌های مرتبط با چرخه گوگرد است.
باکتری‌های کاهنده گوگرد (SRB) که در لایه‌های لجن و ماسه درون لوله‌ها، منهول‌ها و دیگر ساختارها تجمع می‌کنند، با مصرف ترکیبات گوگرد اکسید شده و سپس سولفید هیدروژن (H2S) تولید می‌شود.
هنگامی که این H2S با سطح واکنش می‌دهد، می‌تواند سطح pH کلی را هم در سطح و هم در ساختار کاهش دهد. یا می‌تواند توسط باکتری‌های اکسید کننده گوگرد (SOB) مصرف شود تا در نهایت اسید سولفوریک تولید شود.
این فرآیند می‌تواند برای پوشش لوله آب که کیفیت خوبی ندارند که بتواند در برابر محیط pH پایین یا حمله اسید سولفوریک مقاومت کند، بسیار مخرب باشد.
در صورت عدم کنترل، این می تواند منجر به شکست ساختاری فاجعه بار شود.
خوردگی گالوانیک
هر فلز پتانسیل الکترود متفاوتی دارد. هنگامی که دو فلز با هم تماس پیدا می‌کنند، یکی از فلزات خورده می‌شود تا از دیگری محافظت کند.
یک مثال از این زمانی است که فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی به هم متصل می‌شوند. در این حالت، فولاد کربنی (یا فلز آندی بیشتر) خود را فدای محافظت از فولاد ضد زنگ (یا فلز کاتدی بیشتر) می‌کند.
به طور معمول، این در هنگام تعمیر و نگهداری یا مقاوم‌سازی رخ می‌دهد، زمانی که یک لوله، فلنج، اتصالات یا پیچ‌های جدید متشکل از فلزات مختلف در تماس مستقیم با یکدیگر نصب می‌شوند.
سرعت وقوع خوردگی گالوانیکی به عوامل متعددی مانند مساحت سطح فلزات آندی در مقابل کاتدیک، یک الکترولیت فعال و وجود یون‌های “نمک” بستگی دارد.
این نوع خوردگی بسیار رایج است و می‌توان با انتخاب فلزات مشابه، اعمال پوشش بر روی سطح، استفاده از یک ماده عایق مانند واشر تفلون برای به حداقل رساندن تماس، آن را از بین برد.
تخریب UV
همه عاشق دیدن یک رنگ کاری جدید و درخشان و براق روی یک برج آب مرتفع هستند. با این حال، واقعیت این است که بدون پوشش‌های مخصوص برای محافظت از آن در برابر اشعه‌های مضر فرابنفش (UV) خورشید، عمر واقعی این مخازن به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد.
لایه اولیه و میانی اپوکسی که برای محافظت از این سازه‌ها استفاده می‌شوند، به راحتی در حضور نور UV شکسته می‌شوند.
این رزین های پلی یورتان، پلی سیلوکسان و اکریلیک با کارایی بالا نه تنها از نظر زیبایی ظاهری دلپذیر را ارائه می‌دهند، بلکه از پوشش‌های زیرین نیز محافظت می‌کنند.
خوردگی میلگرد ناشی از کلرید در بتن
بتن به عنوان یک ماده دارای مقاومت فشاری عالی است. با این حال، استحکام کششی آن نسبتا ضعیف است. به همین دلیل اغلب از میلگرد فولادی به عنوان تقویت کننده استفاده می‌شود.
بتن همچنین یک ماده بسیار قلیایی است و بتن جدید دارای pH=12-13 است. این قلیایی بودن به ایجاد یک لایه غیرفعال در اطراف میلگرد کمک می‌کند.
وقتی یون‌های کلرید به زیرلایه بتن متخلخل نفوذ می‌کنند و به سمت میلگرد می‌روند، می‌تواند به سرعت آن لایه غیرفعال را تجزیه کند.
کربناته کردن بتن
بتن خود یک ماده بسیار متخلخل است. با توجه به اینکه خوردگی ناشی از کلرید معمولاً در یک محیط بسیار مرطوب یا غوطه‌ور رخ می‌دهد.
کربناته شدن بتن به طور کلی با قرار گرفتن در معرض دی اکسید کربن یا یون‌های کربنات رخ می‌دهد.
هنگامی که این مواد در ساختار متخلخل بتن پخش می‌شوند، شروع به واکنش با بتن می‌کنند و سطح pH کلی را کاهش می‌دهند.
سایر نیروهای فیزیکی
چندین نیروی فیزیکی می‌توانند سازه‌های فولادی و بتنی را در یک سیستم آب و فاضلاب بشکنند. در یک سیستم جمع‌آوری، ضربه، ساییدگی و آسیب فرسایش مکانیزم‌های بسیار متداول خوردگی هستند.
در اثر برخورد یک تمیزکننده شهری به دیواره لوله یا بستر بتنی در یک منهول یا در اثر شستشوی عمومی روزانه ناشی از شن، سنگ و سایر، این نیروهای فیزیکی می‌توانند به سرعت شروع به شکستن کنند.
یک پوشش محافظ مناسب برای سرویس، ساده‌ترین راه برای محافظت در برابر این نوع خوردگی است.
راه‌حل خوردگی پوشش لوله آب چیست؟
تصفیه شیمیایی راه‌حل اصلی برای بسیاری از مشکلات خوردگی خط لوله داخلی است. شستشوی لوله با پمپاژ محلول‌های شیمیایی هرگونه محصول خوردگی را از بین می‌برد.
پوشش و محافظت از پوشش لوله آب با پمپاژ مواد شیمیایی در مرحله بعدی قرار دارد. برای سطح خارجی، پوشش دوباره رایج ترین راه‌حل است.
ابتدا زنگ‌زدگی و خوردگی از فلز تمیز می‌شود. سپس لوله با یک پوشش مخصوص برای محافظت از آن پوشانده می‌شود.
بهترین پوشش لوله آب چیست؟
زندگی مدرن بدون انبوه لوله‌هایی که بسیاری از منابع روزانه مانند آب، گاز طبیعی و نفت را حمل می‌کنند، خارج از ذهن است. در کنار خود لوله‌ها، پوشش آن‌ها اغلب به همان اندازه مهم است.
درک و انتخاب گزینه‌های پوشش برای مخازن تصفیه فاضلاب برای افزایش طول عمر مخازن، لوله‌ها و سایر تجهیزات ضروری است. سیستم‌های پوشش‌دهی تخصصی یک مانع ضروری در برابر مواد شیمیایی خشن مانند اسید سولفوریک، سولفات‌های سدیم، آمونیوم و نفوذ رطوبت که بسیار خورنده است را ایجاد می‌کنند.
برخی از رایج‌ترین و موثرترین پوشش لوله آب عبارتند از:
پوشش‌های اپوکسی
پوشش‌های اپوکسی در برابر خوردگی شیمیایی بسیار مقاوم بوده و محافظت عالی در برابر خوردگی دارند. روکش‌های اپوکسی به دلیل دوام زیاد و تحمل بالا در برابر اسیدها و مواد قلیایی بسیار رایج هستند.
پوشش‌های اپوکسی برای طیف وسیعی از محیط‌ها مناسب هستند. به عنوان مثال، آن‌ها می‌توانند دمای بسیار بالا را تحمل کنند و در برابر سایش مقاومت کنند. اپوکسی معمولا با ترکیب یک عامل آمین و پلیمر ساخته می‌شود.
فرآیند پوشش خط لوله اپوکسی مایع بسیار آسان است. واکنش شیمیایی بین رزین اپوکسی و هاردنر یا کاتالیزور اپوکسی مایع تولید می شود.
هنگامی که شما در کنار هم قرار می گیرید، یک واکنش شیمیایی این دو را به لایه سخت تبدیل می کند. اپوکسی را می توانید پس از مخلوط کردن با برس، غلتک یا اسپری اعمال کنید.
قطران زغال سنگ اپوکسی
قطران زغال سنگ اپوکسی (CTE) یک اپوکسی مایع است که برخی از مواد معدنی با قطران نیمه مایع جایگزین شده است.
CTE با ترکیب رزین و هاردنر (قطعات A و B) برای تولید یک پوشش ترموست که در همه رزین های اپوکسی شیمیایی معمول است، پخت می شود.
ضخامت پوشش های اپوکسی قطران زغال سنگ، مانند پوشش های اپوکسی مایع، بر اساس محتوای ذرات تعیین می شود و تعداد کاربردها برای فولاد اعمال می شود.
کاربردهای CTE برای کارهای خط لوله معمولاً بین 15 تا 35 میل ضخامت دارند. دوره پخت اپوکسی قطران زغال سنگ نسبتا طولانی است.
پنج تا هفت روز طول می کشد تا در دمای محیط (مثلاً 75 درجه فارنهایت) عمل آوری شود. عمل آوری اجباری در دمای 150 درجه فارنهایت ممکن است زمان پخت را به 8 ساعت کاهش دهد.
فیوژن باند شده (FBE)
اپوکسی فیوژن باند شده(FBE) یکی از محبوب‌ترین پوشش‌های لوله برای استفاده داخلی و خارجی است. FBE در برابر ضربه، سایش و مواد شیمیایی مقاوم است. بنابراین، برای شرایط زیر آب و زیر زمینی از منفی 40 درجه زیر صفر تا 80 درجه سانتی‌گراد مناسب است.
بنابراین، برای شرایط زیر آب و زیر زمینی از منفی 40 درجه زیر صفر تا 80 درجه سانتی‌گراد مناسب است.
پوشش‌های پلی اورتان
پوشش‌های پلی اورتان بسیار محبوب هستند زیرا می‌توانند به عنوان یک پوشش جدید روی پوشش‌های اپوکسی اعمال شوند.
این عمل مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و همچنین محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش ایجاد می‌کند. این ویژگی آن را به گزینه‌ای ایده آل برای سطوح خارجی مخزن تبدیل می‌کند.
پوشش‌های پلی اوره نیز بسیار بادوام هستند و با نصب مناسب و نگهداری معمول می توانند تا 25 سال یا بیشتر دوام بیاورند.
پلی یورتان از مواد مختلفی ساخته می‌شود که بسته به مواد تشکیل دهنده، خواص منحصر به فردی به آن می‌دهد.
به عنوان پوشش لوله، پلی اورتان معمولاً به عنوان پوشش داخلی استفاده می‌شود زیرا به نور واکنش نشان می‌دهد.
پلاستیک تقویت شده با فایبرگلاس (FRP)
پلاستیک تقویت شده با فایبرگلاس (FRP) نیز برای بسیاری از کاربردهای فاضلاب مناسب است، زیرا یک ماده کامپوزیتی است که فایبرگلاس را با ماتریس رزین ترکیب می‌کند.
پوشش شیشه‌ای به فولاد (GFS)
پوشش‌های شیشه‌ای به فولاد (GFS) با ذوب یک پوشش شیشه‌ای به زیرلایه فولادی در دماهای بالا ایجاد می‌شوند که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند.
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) برای محافظت از سازه‌های بتنی یا فولادی استفاده می‌شوند. مقاومت بسیار بالایی در برابر طیف وسیعی از مواد شیمیایی ارائه می‌دهند. این نوع پوشش یک گزینه عالی برای پوشش سازه‌های مهار و حوضچه‌های فاضلاب است.
در نهایت انتخاب پوشش به عواملی مانند مواد شیمیایی در فاضلاب، دما، شرایط محیطی و نوع مخزن بستگی دارد.
مشورت با متخصصان و مهندسان پوشش برای تعیین مناسب‌ترین و بادوام‌ترین گزینه برای شما ضروری است.
جهت مشاهده لیست پوشش‌های شرکت پارسا زرین مینا کلیک نمایید.
چرا از پوشش خط لوله استفاده کنیم؟
پیمانکاران و کارگران تعمیر و نگهداری از یک پوشش خط لوله برای تعمیر مشکلات مختلف صنعتی که در زمینه کاری خود یافت می‌شود استفاده می‌کنند.
علل متداول آسیب و زوال خطوط لوله شامل ضربه، آسیب سرمازدگی، خوردگی، فرسایش و حمله شیمیایی است. پوشش‌های اپوکسی محافظت فوق‌العاده‌ای در برابر فرسایش و خوردگی ارائه می‌دهند و مقاومت شیمیایی عالی را نشان می‌دهند.
مزایا:
معمولاً موادی که لوله‌ها حمل می‌کنند باعث فرسایش و آسیب خوردگی می‌شوند. به عنوان مثال، در یک کارخانه آب و فاضلاب، مواد و عوامل تمیز کننده در لوله‌ها و مخازن ممکن است به مرور زمان باعث خوردگی سیستم شوند.
علاوه بر این، خطوط لوله توسط محیط خود آسیب می‌بینند. اگر خطوط لوله در مجاورت آب شور باشد، زنگ می‌زند.
پوشش‌های اپوکسی خط لوله از لوله کشی در تاسیساتی که از مواد شیمیایی استفاده می‌کنند یا نزدیک آب شور هستند، مانند تاسیسات عمومی و دکل‌های دریایی محافظت می‌کند.
خوردگی در لوله فاضلاب
کاربرد لوله‌های آزبست سیمان در شبکه‌های جمع آوری فاضلاب از قدمت زیادی برخوردار بوده است. با توجه به کیفیت مناسب آن‌ها پس از لوله‌های بتنی، بیشترین مصرف را در شبکه‌های جمع آوری و خطوط انتقال فاضلاب در ایران داشته است.
مصرف این لوله‌ها در شبکه‌های جمع آوری آب باران معمول نمی‌باشد.
وجود گاز H2S در بالای سطح مایع لوله فاضلاب، در نهایت به تولید اسید منجر و باعث می‌شود که سطح داخلی فاضلاب‌روهای بتنی خصوصاً در قسمت طاق لوله، به سرعت خورده شده و از بین برود.
در حال حاضر بهترین پوشش سطوح داخلی لوله‌های فاضلاب، استفاده از صفحات پلی اتیلن و پی‌وی‌سی است که در حین تولید در سطح داخلی لوله قرار داده می‌شود.
صفحات پلیمری توسط شاخک‌هایی که در یک طرف آن‌ها تعبیه شده در بتن قرار گرفته و مهار می‌شوند.
علاوه بر سیمان ضد سولفات، قیراندود کردن سطح داخلی لوله‌های آزبست سیمان برای مصارف شبکه‌های جمع آوری و خطوط انتقال فاضلاب ضروری است.
با توجه به نحوه قیراندود نمودن لوله‌های آزبست سیمان در کارخانه که با استفاده از وان قیر است، پوشش حفاظتی لوله‌های آزبست سیمان به صورت قیراندود نمی‌تواند فقط در سطح داخلی اعمال گردد و سطح خارجی لوله نیز قیراندود می‌شود.
مطالب پیشنهادی
آشنایی به نحوه عایق کردن لوله‌ها و مراحل آن
عجیب ترین محصول برای پوشش دهی
مروری بر صنعت نفت و گاز ایران
