خوردگی لوله فولادی

امروزه از ابزارهای متفاوتی برای ساخت و ساز استفاده می‌شود که ارتباط تنگاتنگی با نوع سازه خواهند داشت. به عنوان مثال در ساخت منزل از لوله پلی اتیلن، ماسه، آجر، لوله و غیره به کار می‌رود. اما در صورتی که کار با صنعت ارتباط داشته باشد مصالح یا جنس آن‌ها دستخوش تغییر می‌شوند. مثلا لوله‌های فولادی در صنعت نفت و گاز به واسطه‌ی جنس با استحکامی که دارند، کاربرد زیادی داشته اما گاها دچار خوردگی لوله می‌شوند. اگر می‌خواهید بیشتر با خوردگی لوله و عوامل موثر بر آن آشنا شوید تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.

خوردگی لوله‌های فولادی

همانطور که پیشتر اشاره کردیم لوله‌های فولادی به خاطر دوام و استحکام بالایی که در محیط‌های با دما و فشار بالا دارند به یکی از انتخاب‌های ایده آل مهندسان مبدل گشته است که در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند. از دیگر عواملی که توجه‌ها را به سمت لوله‌های فولادی می‌کشاند این است که لوله‌های با آلیاژهای دیگر سریع تر دچار خوردگی لوله می‌شوند. اما باید این را هم دانست که حتی لوله‌های فولادی دچار خوردگی شده و این اتفاق بر عملکرد و سرعت جریان تاثیرگذار است. چرا که لوله‌ها ضعیف می‌شوند و عواقب آن پرداخت هزینه‌های هنگفتی خواهد بود؛ بنابراین نیاز است که عوامل موثر بر خوردگی را بررسی کرده و از پیشامد آن‌ها جلوگیری شود. در ادامه به معرفی اجمالی این عوامل خواهیم پرداخت.

عوامل موثر بر خوردگی فلزات

گاهی اوقات عواقب ناشی از خوردگی لوله‌های فولادی سنگین است. پس پیشگیری بهتر از درمان است و بهتر است از عواملی که باعث خوردگی می‌شوند پیشگیری کرد و اقدامات لازم در این خصوص صورت پذیرند. به طور کلی وجود سه عنصر برای انواع خوردگی، لازم است که عبارتند از:

عنصر اول: فلز خورنده، عنصر دوم: فلز محافظت شده و عنصر سوم: وجود رسانای جریان مابین آن‌ها.

در صورتی که دو فلز با جنس‌های متفاوت در تماس با یکدیگر باشند، یکی تبدیل به تبدیل به فلز قابل خوردگی و دیگری به فلز محافظت شده مبدل می‌شود. الکترولیت حاوی آب یا مایع که به عنوان ماده سومی است که برای خورده شدن فولاد نیاز است تا جریان خوردگی را از طریق فلز محافظت شده به سمت فلز خورده بکشاند.

فولاد در آب و هوای بیابانی که خبر چندانی از باران یا شبنم نیست و به طور کلی در ارتباط با رطوبت کمتری است، با سرعت بسیار کندی خورده می‌شود. اما در مقابل در آب و هوای مرطوب که بارش باران مکرر اتفاق می‌افتد، خوردگی افزایش می‌یابد.

مکان‌های مستعد خوردگی در کارخانجات

معمولا در کارخانجات مکان‌هایی وجود دارد که لوله‌ها در آنجا مستعد خوردگی هستند؛ بنابراین وظیفه‌ی اپراتورهای کارخانجات است تا در این نواحی شرایط محیطی که باعث می‌شود لوله‌های فولادی دچار خوردگی شوند را بررسی ‌کنند. شماری از عوامل موثر بر خوردگی فلزات عبارتند از:

در صورتی که فولاد در تماس با آب دریا یا اسپری نمک که حاوی نمک است قرار گیرد با سرعت بیشتری دچار خوردگی می‌شود. چرا که وجود نمک در آب قابلیت حمل جریان را به شدت افزایش می‌دهد؛ بنابراین، در صورتی که غلظت محلول‌های آب نمک زیاد باشد باید منتظر خوردگی لوله‌ها با شدت بیشتری باشید.

از دیگر رساناهایی که شدت خوردگی را بیشتر می‌کنند می‌توان به دودهای صنعتی شامل اسید، مواد شیمیایی وقلیایی‌ها اشاره کرد که نقش مهمی را در رسانایی جریان بازی می‌کنند؛ بنابراین، شاهد خوردگی بیشتری در مناطق صنعتی در مقایسه با مناطق روستایی خواهید بود.

از دیگر رساناهای جریان باید خاک رس و مواد خاکی را مدنظر داشت، چرا که الکتریسیته را به خوبی از خود عبور می‌دهند. با این وجود خطوط لوله‌ای که در زیر زمین تعبیه شده‌اند مستعد خوردگی خواهند بود که باید مورد محافظت قرار گیرند.

نوع مایع در حال انتقال از عوامل موثر در خوردگی لوله فولادی به حساب می‌آید. البته باید pH آب را نیز در نظر داشت که روی سرعت خورندگی لوله موثر است. مثلا، فلزات در معرض تماس با مایعی با سطح pH غیر خنثی (معمولا ۷/۷) سریع تخریب می‌شوند و دچار خورندگی می‌شوند.

هزینه‌های ناشی از خوردگی

هزینه‌های ناشی از خوردگی خود را به شکل‌های متفاوتی نشان می‌دهد که به تبع ضررهای مختلفی را تحمیل می‌کند. اگر بخواهیم در مورد این بخش‌ها صحبت کنیم و آن‌ها را دسته بندی کنیم می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.

هزینه‌های ناشی از تخریب یا آسیب دیدگی لوله‌ها. ممکن است سازه‌های فلزی مستقیم از بین بروند یا دچار آسیب شوند که در این مورد می‌توان به مخزن آب گرم اشاره کرد که در این حالت شاهد فرسایش و از رده خارج شدن مخزن خواهیم بود.
هزینه‌های ناشی از نگهداری لوله‌ها. بخش دیگری از هزینه‌های ناشی از خوردگی شامل هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود که این فرآیند با رنگ کردن هرچندسال یک بار سطوح فلزی برای جلوگیری از خوردگی همراه است.
هزینه‌های ناشی از ضررهای غیرمستقیم خوردگی. برخی از عواقب ناشی از خوردگی‌های لوله را می‌توان تلفات ناشی از نشت و آتش سوزی دانست.

روش‌های مقابله با خوردگی فولادی

تا اینجا با عوامل تاثیرگذار در خوردگی لوله‌ها صحبت کردیم و دیدیم که چه عواقبی می‌توانند داشته باشند. پس باید به دنبال راه‌هایی برای مقابله با خوردگی آن‌ها بود. به عنوان مثال می‌توان از فولادی استفاده کرد که ضد زنگ است. برای اینکه استفاده از فولاد و سایر فلزات در ساخت و سازها بدون دغدغه و نگرانی باشد، باید از برخی از روش‌های محافظت و نگهداری از فولاد در برابر خوردگی لوله‌های فولادی برای افزایش طول عمر آن‌ها و افزایش کارایی و عملکرد استفاده کرد. در ادامه به معرفی شماری از راهکارهای مقابله با خوردگی فولادی خواهیم پرداخت.

۱. در صورتی که از فلزات از بین رونده استفاده شود، می‌توان از فولاد در برابر خوردگی محافظت کرد. مثلا، می‌توان از روی یا منیزیم به طوری که در تماس مستقیم با فولاد قرار گیرد، برای پیشگیری از خوردگی آن بهره برد. در این صورت، روی و منیزیم قربانی فلز فولاد خواهند شد. معمولا از این ترفند به شکل‌های مختلفی استفاده می‌شود.

۲. در صورتی که از پوششهای غنی روی روی یک سطح فولادی استفاده شود، می‌تواند به عنوان محافظ کاتدی عمل کند و از خوردگی لوله فولادی جلوگیری کند. این پوشش غنی معمولا تا ۸۵ الی ۹۵ درصد از فلز روی تشکیل شده است که از فولاد در برابر خوردگی محافظت می‌کند.

۳. استفاده و به کارگیری پرایمرها. پرایمرها باعث ایجاد سدی بین فولاد و عناصر خورنده می‌شوند تا از سطح فلز فولاد محافظت کنند و مانع از خوردگی آن شوند. کارکرد دیگر پرایمرها این است که مانع رسیدن رطوبت به سطح فولاد خواهند شد و به سه طریق از فولاد محافظت می‌کنند.

۴. استفاده از پوشش‌های رنگی که می‌تواند سرعت پخش فرآورده‌های خوردگی را به طور چشمگیری کاهش دهد و روند خوردگی را کند می‌کند.

پوشش ضد زنگ

امروزه پوشش‌های ضد رنگ متنوعی تولید و عرضه می‌شوند که باید مناسب ترین نوع آن را انتخاب کنید. از جمله عواملی که می‌تواند به انتخاب مؤثرترین نوع پوشش ضد زنگ مورد نیاز شما کمک کند عبارتند از:

کیفیت پوشش
زیبایی شناسی
قیمت
مقررات زیست محیطی

انواع پوشش‌های ضد خوردگی

پوشش‌های ضد خوردگی در سه نوع پوشش ارائه می‌شوند که برای پیشگیری از خوردگی به کار می‌روند. این سه نوع بر حسب قیمت، کیفیت، نوع کاربرد و با توجه به نظر اپراتورها تقسیم بندی می‌شوند که می‌توانند نیازهای مختلف افراد را برآورده سازند. انواع پوشش‌های ضد خوردگی عبارتند از:

لعاب‌های آلکید. این پوشش ضد خوردگی برای سطوح داخلی و خارجی کاربرد دارد که می‌تواند در شرایط متوسط تا شدید مورد استفاده قرار گیرد. ماندگاری و مقاومت لعاب‌های آلکید به ۳ تا ۵ سال می‌رسد. این پوشش نسبتا براق است و در مقابل محو شدن رنگ استقامت بالایی خواهد داشت. لعاب‌های آلکید به وسیله‌ی یک غلطک یا اسپری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پوشش‌های اپوکسی. از این پوشش نیز برای سطوح داخلی یا خارجی استفاده می‌شود که اغلب در محیط‌های صنعتی که حفاظت از رنگ و براق بودن اهمیت چندانی ندارد کاربرد خواهد داشت. پوشش‌های اپوکسی به دلیل مقاومت بالایی که در محیط‌های صنعتی دارند در مقایسه با مینای آلکیدی بهتر خواهد بود و کیفیت بالاتری دارد. نحوه‌ی استفاده از این روکش به صورت اسپری بوده اما برس و غلطک نیز در استفاده از آن کاربرد دارند.
پوشش‌های پلی اورتان. این پوشش در مقایسه با سایر پوشش‌ها از بهترین کیفیت برخوردار است و در برابر شدیدترین محیط‌ها مقاومت خوبی را از خود به نمایش می‌گذارد. عمر ماندگاری پوشش‌های پلی اورتان به 10 سال هم خواهد رسید که با پاشش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انواع خوردگی لوله

خوردگی‌های لوله به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند که در ادامه به شرح و معرفی آن‌ها می‌پردازیم:

خوردگی به صورت حفره‌ای: همانطور که از نامش پیداست، این نوع خوردگی منجر به پدید آمدن حفره‌های ریزی در سطح لوله‌های فلزی خواهند شد. این نوع خوردگی باعث می‌شود ضخامت دیواره لوله و در نتیجه استحکام آن کاهش یابد.

خوردگی به صورت شیاری: در خوردگی شیاری یون‌های سیال در فلنج و دیگر اتصالات لوله به وجود می‌آید و منجر به افزایش سرعت تخریب می‌شوند. به این خاطر است که در هنگام نشت سیستم لوله کشی، خوردگی ابتدا در درزها دیده می‌شود.

پیامدهای خوردگی

اثرات و شدت خوردگی به وجود آمده در لوله‌های فولادی متناسب با کارکردی که دارند با یکدیگر متفاوت هستند اما به طور کلی پیامدهای خوردگی را می‌توان به موارد زیر بخش بندی کرد.

کاهش فشار قابل تحمل به دلیل نازک شدن دیواره‌های لوله
کاهش سرعت جریان با افزایش بیشتر پمپ‌ها
از بین رفتن خلوص مایعات به دلیل شناور شدن قطعات فرسوده
افزایش هزینه‌های نصب، چرا که کارگران بسیار ماهری برای جوشکاری سیستم نیاز است.

راه‌های جلوگیری از خوردگی لوله‌های فولادی

برای جلوگیری از خوردگی لوله‌های فولادی راه‌های زیادی وجود دارد که می‌تواند هزینه‌های ناشی از آسیب دیدن لوله‌ها را از بین ببرد. در این قسمت به پنج راه حل برای پیشگیری از خوردگی اشاره کرده‌ایم:

۱. کنترل آب عبوری از لوله

یکی از عوامل تاثیرگذار روی خورده شدن لوله، آب است. در صورتی که pH خیلی پایین باشد می‌تواند به لوله صدمه برساند. علاوه بر این، میزان دمای آب و اکسیژنی که در آب وجود دارد نیز باید بررسی شود، چرا که اکسیژن زیاد باعث صدمه دیدن لوله‌ها خواهد شد. موجود در آب را کنترل کرد.

۲. تمیز نگه داشتن لوله ها

هنگامی که فلزات در معرض باکتری قرار بگیرند دچار خوردگی میکروبیولوژیکی (MIC) خواهند شد؛ بنابراین به تمیز کردن لوله‌ها هر چند وقت یکبار برای جلوگیری از MIC نیاز است.

۳. اضافه کردن محافظت به تمام لوله ها

به کارگیری پوشش‌های محافظ یا پوشش‌های ویژه روش هوشمندانه‌ای است که می‌توان برای جلوگیری از خوردگی لوله‌های فولادی و همچنین سایر سطوح مورد استفاده قرار گیرد. این کار که گالوانیزاسیون نیز نامیده می‌شود بدین ترتیب است که یک لایه روی به سطوح فلزی اضافه می‌شود تا فلزات از انواع خوردگی در امان باشند.

۴- ثابت نگه داشتن ساختارها

سایش، اصطکاک و تکان دادن از عوامل موثری هستند که بر خوردگی فلزات تاثیر دارد. مثلا زمانی که دهانه لوله باز شود، مواد خورنده از این طریق وارد می‌شوند و باعث خوردگی شیاری خواهد شد. یک راه مناسب به کار گیری محدود کننده برای جلوگیری از خوردگی شیاری خواهد بود.

۵. محافظت از تماس فلز با فلز

عایق کاری فولاد می‌تواند بهترین راه مناسب برای جلوگیری از خوردگی در برابر فلز دیگر است که می‌توانند به عنوان بافر عمل کنند و باعث ماندگاری بیشتر فلز شوند.

آیا قطعات قدیمی باعث خوردگی لوله فولادی می‌شوند؟

در صورتی که قطعات آغاز به فرسودگی کنند، بیشتر در معرض شکستگی و خوردگی قرار خواهند گرفت؛ بنابراین اگر بتوانید قطعاتی که معیوب شده یا عملکرد ضعیفی دارند را شناسایی کنید، کارایی بهتر سیستم را برای خود به ارمغان آورده‌اید. برخی از عواملی که ما را از معیوب بودن قطعات آگاه می‌سازند عبارتند از:

صدا: در صورتی که شاهد سر و صدای زیاد از لوله‌ها و قطعات آن بودید می‌تواند نشانه‌ای از فرسودگی آن‌ها باشد. در صورتی که صدای تق تق یا خراش به گوش برسد شاید وقت آن رسیده که قطعات خود را تعویض کنید.
خوردگی قابل مشاهده: چنانچه زنگ زدگی یا تغییر رنگ فلز قابل مشاهده باشد، این امکان وجود دارد که نشانه‌ای از فرسودگی قطعات باشد.
نشت: هنگامی که رطوبت در اتصالات جمع شود منجر خوردگی و نشت خواهد شد.

آیا خوردگی باعث انسداد می‌شود؟

می‌دانیم که سیستم‌های لوله کشی حتی در اتصالات ساختمانی قادر هستند تا گالن‌های مایع را بسیار سریع از طریق لوله‌ها پمپ کنند که حتی یک انسداد کوچک ممکن است بخش‌های کامل و سیستم کلی لوله را تخریب کند. گاهی اوقات، از انباشته شدن زباله‌های ناشی از خوردگی روی هم انباشته می‌شوند و باعث مسدود شدن لوله‌ها می‌شود. پس باید برخی از علائم موجود در مورد انسداد را مورد توجه قرار دهید. از دست رفتن انرژی، فشار پایین و افتادگی لوله‌ها می‌تواند از عواملی باشد که می‌تواند نشنه‌هایی از مسدود شدن لوله‌های فولادی باشند.

آیا پشتیبانی فروش لوله از خوردگی جلوگیری می‌کند؟

اگر بخواهید چشم خود را بر روی آن دسته از تامین کنندگان لوله‌ای که مستعد عملکرد و کارایی ضعیف هستند، کاملا بدیهی خواهد بود. با این وجود، در صورتی که نگاهی انتقادآمیزانه به پشتیبانی‌های موجود داشته باشید، ممکن است سیستم شما در آینده عملکرد مطلوب تری داشته باشد. در اینجا قصد داریم شما را با نحوه جلوگیری از خورده شدن پایه‌های لوله آشنا کنیم که عبارتند از:

کاهش تماس مستقیم فلز با فلز: زمانی که دو فلز در ارتباط مستقیم با هم باشند دچار خراشیدگی می‌شوند و سطوح را در معرض خورندگی قرار می‌دهند؛ بنابراین، باید پشتیبان‌های لوله از تماس مستقیم فلز لوله‌ها با فلزات اطراف پیشگیری کنند.
کنترل کردن گرما: این امکان وجود دارد زمانی که گرما از داخل لوله‌ها عبور می‌کند، منجر به فرسودگی لوله‌ها شود. لازم است پشتیبان‌های لوله از انتقال حرارت جلوگیری کنند و انبساط حرارتی را تا حد ممکن کاهش دهند.
کنترل حرکت: می‌دانیم که نیروی زیادی در لوله‌ها در جریان است که می‌تواند باعث تکان خوردن، پاره شدن یا لغزش آن‌ها شوند. اینگونه اصطکاک‌ها می‌تواند لوله‌ها را تضعیف کنند.

چه محیط‌های اقلیمی باعث خورندگی لوله می‌شوند؟

برخی از محیط‌ها برای خوردگی لوله‌ها مستعدتر هستند و سرعت خورندگی در لوله‌های فولادی را افزایش خواهند داد. در این بخش برخی از آب و هواهایی که در آن‌ها لوله‌ها نیاز به مراقبت بیشتری دارند را شرخ داده‌ایم.

صنایع دریایی

پیشتر به این نکته اشاره کردیم که وجود نمک سرعت خورده شدن لوله را افزایش می‌دهد؛ بنابراین، محیط‌های دریایی که شور هستند و تا حدی با نمک حل شده‌اند، لوله‌ها را در معرض خورده شدن قرار خواهد داد. راه حلی که باید برای رفع این مشکل در نظر گرفت گالوانیزه کردن سطوح است.

مشاغل کثیف

انجمن گالوانیزه کننده آمریکا ادعا دارد که وجود خاک می‌تواند سرعت خورده شدن فلز را تا 10 برابر سرعت ببخشد. برای برطرف کردن این مسئله باید خاک و باکتری‌های خورنده را با آسانسورهای لوله مانند از طریق کفشک‌های لوله جدا کنند.

سیستم‌های سرد

در برخی از صنایع لوله‌ها در معرض دمای سرد پایین قرار می‌گیرند که منجر به سایش و افزایش سرعت خورندگی لوله می‌شود. راه حل مناسب برای حل این مشکل این است که می‌توانید تخریبی که به واسطه‌ی انبساط حرارتی ایجاد می‌شود را به وسیله‌ی تکیه گاه‌های کامپوزیت یا کفشک‌های لوله از پیش عایق شده متوقف کنید.

سیستم‌های گرم

دمای لوله‌ها در صنایعی که پنل‌های خورشیدی به کار می‌رود یا در معرض نور همیشگی خورشید قرار می‌گیرند، می‌توانند تا دمای شدید گرم شوند که امکان خورندگی لوله را افزایش می‌دهند.

سوالات متداول

آیا می‌توان از مشاوره آنلاین در انتخاب نوع پوشش ضد خوردگی بهره برد؟

بله برخی از شرکت‌ها برای خدمات رسانی بهتر به مخاطبان خود مشاوره رایگانی در این خصوص می‌دهند.

از لوله‌های فولادی بیشتر در چه اماکنی استفاده می‌شود؟

معمولا از لوله‌های فولادی برای خطوط انتقال نفت و گار و سایر صنایع استفاده می‌شود.

در صورت مواجه شدن با خورندگی شیرآلات باید چه اقدامی کرد؟

در صورتی که با چنین اتفاقی مواجه شدید بهتر است هر چه سریعتر با متخصصان موجود در این حوزه تماس بگیرید.

در صورتی که قصد دارید لوله‌های فولادی را برای مدتی در محیط باز و در مجاورت با آب و هوای مرطوب نگهداری کنید باید چه کار کنید؟

در این موارد توصیه می‌شود از رنگ برای کاهش یا از بین بردن خوردگی لوله‌ها استفاده کنید. همچنین، می‌توانید از سایر انواع ضد خورنده‌ها استفاده کنید.